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微合金元素对钢性能的影响【摘要】钒、钛、铌等微合金元素都可以通过细化晶粒和沉淀强化来提高钢的强度，但由于其作用机理及强化强度受到本身特性和工艺条件的影响而不同，且对抑制再结晶的能力表现不同，具体表现为铌>钛>钒。
【关键词】微合金化元素；作用机理；析出；裂纹1.引言微合金元素如钒、钛、铌等，在钢中由于其碳氮化物可以调节形变奥氏体的再结晶行为和阻止晶粒长大，间接起到细化晶粒的作用，并对钢产生沉淀强化，从而提高钢材的强度和韧性，因此在钢材生产中得到了越来越多的应用。
但是，控制不好，AlN和（Nb、Ti、V）的碳氮化物大量在晶界析出，会促使钢的塑性降低，产生表面横裂纹。
因此研究微合金元素在钢材中行为变化及对钢材性能的影响规律，为实际生产中提供一定的理论基础。
2.微合金化元素对钢性能的影响“微合金化”是指这些元素在钢中含量较低，通常低于1%（质量分数）[l]，目前大量使用的是铌、钒、钛等，其特点是能与碳、氮结合成碳化物、氮化物和碳氮化物，这些化合物在高温下溶解，在低温下析出。
其作用表现在：在加热时阻碍原始奥氏体晶粒长大；在轧制过程中抑制再结晶及再结晶后的晶粒长大；在低温时起到强析出强化的作用。
通过合金元素的固溶及其固态反应，影响微结构乃至结构、组织和组分，从而使金属获得要求的性能[2]。
国内外许多学者对微合金元素在钢中的应用做了大量的研究工作，己经基本掌握了微合金元素在钢中的作用规律[3]，如表1所示。
2.1钒2.1.1 钒微合金化理论基础钒在微合金钢中单独加入时主要形成VC、VN和V（N、C），属中间相，其化学式可在VC～V4C3之间变化。
钒在钢中的固溶量随温度的升高而迅速增大，而VC、VN的量则相应下降，但在较低的加热温度下，其碳化物可以完全溶解（至少是绝大部分）到奥氏体中，因此V的利用率高，对沉淀强化的贡献大，成为非调质钢中的主要的和常用的微量添加元素，为钛和铌所不及。
钒的碳化物土要以相间沉淀的形式析出，在α相区内析出量不多，并与α相保持共格关系。
世界钢铁2014年第1期櫬櫬櫬櫬櫬櫬毬毬毬毬其他微合金元素对低合金高强钢焊缝及热影响区组织性能的影响刘硕（宝山钢铁股份有限公司，上海201900）摘要：介绍了新一代低合金高强结构钢发展过程中可焊接性及接头性能的重要性。
焊接接头性能的优劣取决于接头的微观组织。
焊接接头微观组织是在焊接凝固以及随后的固态相变过程中生成的，组织种类与很多因素有关，其中，焊缝金属中微合金元素的影响非常大。
综述了微合金元素Ti ，V ，Ni ，Cr ，Nb ，B ，稀土等对低合金高强钢焊缝及热影响区组织和性能的影响，着重论述了针状铁素体形成过程中上述微合金元素及一些非金属夹杂物的作用机制与影响途径，并对该领域的发展进行了展望。
关键词：低合金高强钢；微合金元素；焊接；组织；性能doi ：10．3969/j．issn．1672－9587．2014．01．012Effect of micro-alloy elements on weld metal andheat-affected zone microstructure and propertiesin high strength low alloy steelLIU Shuo（Baoshan Iron ＆Steel Co．，Ltd．，Shanghai 201900，China ）Abstract ：This paper introduces the importance of weldability and welding joints ’properties during thedevelopment of new generation high strength low alloy steels （HSLA ）．Weld joint properties depend on the weld joint microstructure．Weld joint microstructure is generated in the welding solidification and the following solid state phase transition ，which is related to many factors ，of which micro-alloy in the weld plays important roles．In this paper ，the effects of micro-alloy elements ，such as Ti ，V ，Ni ，Cr ，Nb ，B ，rare earth etc．on the weld metal and heat-affected zone （HAZ ）microstructure and properties aresummarized．The mechanism and affecting menners of the above micro-alloy elements and some non-metallurgical inclusions during the forming process of acicular ferrite are discussed emphatically ，and the development in this research field is presented．Key words ：high strength low alloy steel ；micro-alloy elements ；weld ；structure ；properties引言工业生产的高速推进促使新一代钢铁材料的研制与开发迅猛发展。
《高Nb微合金钢中NbC的析出对组织与硬度的影响》篇一一、引言高Nb微合金钢是一种具有优异力学性能的金属材料，其中Nb元素的添加对其组织和性能起着关键作用。
NbC作为高Nb微合金钢中的一种重要析出相，其形成和析出过程对钢的组织和硬度具有显著影响。
本文旨在探讨高Nb微合金钢中NbC的析出行为及其对组织与硬度的影响。
二、高Nb微合金钢的组成与性质高Nb微合金钢是一种以铁为基础，添加了Nb、C等元素的合金钢。
其中，Nb元素的添加可以显著提高钢的强度和韧性。
在高温冶炼过程中，Nb与C元素结合形成NbC析出相，这些析出相在钢的组织中起着重要作用。
三、NbC的析出过程1. NbC的形成：在高温冶炼过程中，Nb元素与C元素结合形成NbC。
这一过程受到温度、时间和合金元素含量等因素的影响。
2. NbC的析出：随着温度的降低，NbC逐渐从固溶体中析出，形成细小的颗粒。
这些颗粒在钢的组织中分布均匀，对钢的性能产生重要影响。
四、NbC的析出对组织的影响1. 细化晶粒：NbC的析出可以有效地细化晶粒，使钢的组织更加致密。
这是因为NbC颗粒可以作为非均质形核的核心，促进晶粒的形成和生长。
2. 改变组织结构：随着NbC的析出，钢的组织结构发生改变，由原来的粗大晶粒转变为细小晶粒加弥散分布的NbC颗粒的组织结构。
这种组织结构有利于提高钢的力学性能。
五、NbC的析出对硬度的影响1. 硬度增强：由于NbC的硬度较高，其析出可以显著提高钢的硬度。
这是因为NbC颗粒能够阻碍位错运动，增加材料的抗变形能力。
2. 硬化机制：NbC的析出导致钢的硬化机制主要包括弥散强化和细晶强化。
弥散强化是指硬质相（如NbC）在基体中的分布和数量对材料性能的影响；细晶强化则是指细小晶粒具有更高的位错运动阻碍能力，从而提高材料的强度和硬度。
六、结论高Nb微合金钢中NbC的析出对组织和硬度具有显著影响。
首先，NbC的析出可以细化晶粒，改变组织结构，使钢的组织更加致密和均匀。
《高Nb微合金钢中NbC的析出对组织与硬度的影响》篇一一、引言高Nb微合金钢作为一种重要的工程材料，因其优异的力学性能和良好的加工性能，在汽车、桥梁、建筑等领域得到了广泛应用。
Nb（铌）作为微合金元素，在钢中具有显著的影响。
其中，NbC的析出行为对钢的组织和硬度具有重要影响。
本文将详细探讨高Nb微合金钢中NbC的析出机制，及其对组织与硬度的影响。
二、NbC的析出机制高Nb微合金钢中，Nb元素主要通过与C元素结合形成NbC 析出物。
这种析出行为主要发生在钢的固溶处理和随后的冷却过程中。
在高温下，Nb原子在钢基体中具有较高的扩散速率，与C 原子结合形成NbC相。
随着温度的降低，NbC相逐渐从基体中析出，形成细小的颗粒状结构。
三、NbC析出对组织的影响1. 晶粒细化：高Nb微合金钢中，NbC的析出可以有效细化晶粒。
由于NbC相的析出阻碍了晶界的迁移，使得晶粒在生长过程中受到限制，从而实现了晶粒的细化。
细晶强化是提高钢力学性能的重要手段，细化的晶粒可以提高钢的强度和韧性。
2. 微结构优化：NbC的析出还可以优化钢的微结构。
通过控制NbC的析出量、大小和分布，可以调整钢的微观组织结构，如贝氏体、马氏体等相的比例和形态。
这些微观组织的优化有助于提高钢的硬度和耐磨性。
四、NbC析出对硬度的影响硬度是衡量材料力学性能的重要指标之一。
高Nb微合金钢中，NbC的析出对硬度具有显著影响。
1. 硬质相的形成：NbC作为一种硬质相，其析出可以显著提高钢的硬度。
这是因为硬质相在基体中起到了承载载荷的作用，能够有效地抵抗外界的冲击和压力。
2. 强化机制：除了硬质相的形成外，NbC的析出还通过其他强化机制来提高钢的硬度。
例如，细晶强化和沉淀强化等机制使得钢基体更加均匀、致密，从而提高了硬度。
3. 影响规律：一般来说，随着Nb含量的增加和析出量的增多，钢的硬度也会相应提高。
但需要注意的是，过量的NbC析出可能会导致钢的韧性降低，因此需要合理控制Nb的含量和析出行为。
《高Nb微合金钢中NbC的析出对组织与硬度的影响》篇一一、引言高Nb微合金钢因其优异的力学性能和良好的加工性能，在众多工程领域中得到了广泛应用。
Nb（铌）作为微合金元素，其加入钢中能够显著改善钢的力学性能。
其中，NbC的析出是影响高Nb微合金钢组织和硬度的重要因素。
本文旨在探讨高Nb微合金钢中NbC的析出行为，以及这种析出对组织与硬度的影响。
二、NbC在高Nb微合金钢中的析出行为1. Nb元素在钢中的固溶与析出在高Nb微合金钢中，Nb元素主要通过固溶和析出两种方式存在于钢中。
在高温下，Nb元素以固溶体的形式存在于钢中。
随着温度的降低，Nb元素会从固溶体中析出，形成NbC等化合物。
2. NbC的析出过程NbC的析出过程是一个复杂的物理化学过程，涉及到Nb元素的扩散、形核和长大等过程。
在钢的冷却过程中，Nb元素会逐渐从固溶体中析出，形成NbC化合物。
这些NbC化合物通常以颗粒状或片状的形式存在于钢中。
三、NbC的析出对高Nb微合金钢组织的影响1. 晶粒尺寸的影响NbC的析出可以有效地细化晶粒，提高钢的晶界密度。
这是由于NbC的析出阻碍了晶粒的长大，促进了晶粒的细化。
细小的晶粒可以有效地提高钢的强度和韧性。
2. 相变行为的影响NbC的析出还可以影响钢的相变行为。
在相变过程中，NbC 可以作为非均匀形核的核心，促进新相的形成。
这有助于细化相变产物，提高钢的力学性能。
四、NbC的析出对高Nb微合金钢硬度的影响1. 硬度提高的原因由于NbC的析出可以细化晶粒、促进相变产物的细化以及在晶界处形成硬质相，这些都使得高Nb微合金钢的硬度得到提高。
此外，NbC本身的硬度也较高，进一步提高了钢的整体硬度。
2. 硬度与NbC含量的关系研究表明，高Nb微合金钢的硬度与NbC的含量密切相关。
随着NbC含量的增加，钢的硬度也会相应提高。
因此，通过调整钢中Nb元素的含量，可以有效地控制钢的硬度。
五、结论本文通过研究高Nb微合金钢中NbC的析出行为及其对组织与硬度的影响，得出以下结论：1. NbC的析出可以细化晶粒、促进相变产物的细化以及在晶界处形成硬质相，从而改善高Nb微合金钢的组织。
《高Nb微合金钢中NbC的析出对组织与硬度的影响》篇一一、引言高Nb微合金钢作为一种重要的工程材料，因其良好的力学性能和加工性能，在众多领域得到了广泛的应用。
Nb（铌）作为微合金元素，在钢中的添加能够有效改善钢的微观组织和力学性能。
本文将重点探讨高Nb微合金钢中NbC的析出行为对组织与硬度的影响。
二、NbC的析出过程及影响因素在高Nb微合金钢中，Nb元素主要通过与C（碳）元素结合形成NbC化合物，然后析出。
这一过程受到多种因素的影响，包括钢的化学成分、冷却速度、热处理工艺等。
NbC的析出是一个复杂的过程，其形貌、尺寸和分布都会对钢的组织和性能产生影响。
三、NbC析出对组织的影响1. 晶粒细化：NbC的析出能够有效细化钢的晶粒。
由于NbC 作为硬质相的存在，它能够阻碍钢在凝固和热处理过程中的晶粒长大，从而起到细化晶粒的作用。
2. 组织的均匀性：随着NbC的析出，钢的组织变得更加均匀。
这是因为NbC的析出能够消耗钢中的C元素，降低碳在基体中的偏聚程度，从而使得组织更加均匀。
3. 第二相的形成：NbC的析出还会形成第二相，这些第二相能够有效地提高钢的强度和韧性。
四、NbC析出对硬度的影响1. 硬度的提高：由于NbC具有较高的硬度，因此其析出会显著提高钢的硬度。
随着NbC的析出量和尺寸的增加，钢的硬度也会相应提高。
2. 硬度的均匀性：由于NbC的均匀析出，使得钢的硬度分布更加均匀。
这有利于提高钢的力学性能和加工性能。
五、实验研究及结果分析通过实验研究，我们发现高Nb微合金钢中NbC的析出对组织和硬度的影响是显著的。
随着Nb含量的增加，NbC的析出量也相应增加，钢的晶粒得到细化，组织更加均匀，硬度也有所提高。
此外，我们还发现适当的热处理工艺能够促进NbC的析出，进一步提高钢的性能。
六、结论高Nb微合金钢中NbC的析出对组织和硬度具有显著影响。
通过控制Nb的含量和热处理工艺，可以有效地调控NbC的析出行为，从而改善钢的微观组织和力学性能。
Nb微合金化对Cr-Co-Ni-Mo系超高强度不锈钢腐蚀疲劳性
能的影响
田帅;张雪凌;刘振宝;王晓辉;王长军;孙永庆;杨志勇;齐越
【期刊名称】《特殊钢》
【年(卷),期】2024(45)1
【摘要】为探讨超高强度不锈钢的应力腐蚀开裂行为,采用Cr-Co-Ni-Mo系超高
强度不锈钢为研究对象,利用OM、XRD、TEM等测试手段,结合腐蚀疲劳试验,研
究了Nb微合金化对Cr-Co-Ni-Mo系超高强度不锈钢腐蚀疲劳性能的影响。
结果表明,试验钢在3.5%NaCl溶液中具有一定的应力腐蚀敏感性,其应力腐蚀开裂机理为氢致开裂和阳极溶解的混合机制。
Nb微合金化提高了钢的腐蚀疲劳性能,钢中添加0.11%的Nb后,钢的腐蚀疲劳强度由440 MPa提高至495 MPa,其主要原因是,Nb微合金化可以细化钢的晶粒尺寸,促进钢中不可逆氢陷阱NbC的析出,增加
了钢中原奥氏体晶界总量、小角晶界所占比例、Σ3晶界数量、奥氏体体积分数等。
【总页数】8页(P103-110)
【作者】田帅;张雪凌;刘振宝;王晓辉;王长军;孙永庆;杨志勇;齐越
【作者单位】钢铁研究总院有限公司特殊钢研究院;钢研纳克检测技术股份有限公司;抚顺特殊钢股份有限公司技术中心
【正文语种】中文
【中图分类】TG172
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