林轩艺,王红鸿,鄢文泽

(武汉科技大学省部共建耐火材料与冶金国家重点实验室,湖北 武汉,430081)

含Nb低合金高强钢(HSLA)具有强度高、韧性好且加工性能优等特点,被广泛应用于汽车工业、建筑、航空航天等领域[1-4]。Nb元素主要通过细晶强化和沉淀强化来提升钢的力学性能[5-6]。Nb微合金化可促使轧制过程中纳米级第二相粒子Nb(C,N)的析出,一方面起到钉扎奥氏体晶界、阻止晶粒长大的作用,并且能抑制先共析铁素体相变,促进针状铁素体形核;另一方面,基体中弥散分布的Nb(C,N)还起到钉扎位错,阻碍位错滑移的作用[7-8]。有研究表明[9],当Nb含量低于0.04%时,细晶强化是主要强化机制,而当 Nb含量超过0.04%,细晶强化带来的强度增量基本不变,此时钢强度增加则主要依靠沉淀强化。由此可见,Nb添加量对HSLA钢组织与性能影响较大。于庆波等[10]研究了热处理温度对不含Nb和Nb含量为0.015%钢奥氏体晶粒尺寸的影响,结果显示,当加热温度达到1240 ℃,Nb含量为0.015%的钢中奥氏体晶粒会突然长大,而不含Nb钢奥氏体晶粒尺寸没有明显变化。Siradj[11]研究了Nb含量对HSLA钢奥氏体晶粒长大行为的影响,结果表明,高Nb高C钢的奥氏体晶粒生长速率慢于低Nb低C钢。Lee等[12]研究表明,随着Nb含量从0增加至0.081%,微合金钢铁素体转变开始温度与贝氏体转变开始温度均降低,晶粒尺寸呈减小趋势。唐正友等[13]模拟了不同Nb含量TRIP钢的热轧过程,发现钢的抗拉强度与硬度均随着Nb含量的增加而提高,但残余奥氏体含量随之下降。研究显示,添加适量Nb(0.01%～0.02%)保证了钢焊接热影响区粗晶区冲击韧性,但过量Nb则会促进贝氏体转变,导致钢韧性下降[14-15]。……