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摘要本文通过光学显微镜观察了Q550D与SM570-H的光学显微金相组织，通过扫描电镜观察其微观组织并利用能谱分析其夹杂物的成分。
得到了两种钢的组织精细结构以及非金属夹杂物的形貌及成分，分析了这些夹杂物对低碳贝氏体钢性能的影响。
通过在显微镜下观察到Q550D组织为板条状的上贝氏体组织，在大致平行的铁素体板条中镶嵌着很多细小的不易辨认的渗碳体。
而SM570-D的组织属于粒状贝氏体组织，在板条状的铁素体基体上弥散分布着由残余奥氏体和马氏体组成的小岛（也称M/A 岛），从微观组织上观察，SM570-H的组织比Q550D更为细小。
通过扫描电镜图，可以观察到在两种钢中都含有非金属夹杂物，这些非金属夹杂物大多都分布在奥氏体晶界处，主要是一些复杂的钙铝酸盐和硫化物，其导致组织的不均匀，从而使得钢的性能出现不均匀，除了钙铝酸盐和硫化物之外，组织中也有一些细小的颗粒，这些颗粒主要是合金元素通过过饱和固溶体的时效处理而沉淀出来，从而提高钢的强度。
钢中其它的一些微量元素如钛、铝等，这些元素的第二相弥散分布在铁基体中，形成弥散强化。
低碳贝氏体钢的性能还与轧制工艺有着密切的关系，特别是控制终轧温度能够明显改善低碳贝氏体钢的组织，一般把低碳贝氏体钢的终轧温度降低到1000℃左右能够明显提高低碳贝氏体钢的强韧性。
研究发现低碳贝氏体钢由于贝氏体组织结构精细，分布均匀，且碳当量小，因而贝氏体钢具有良好强韧性和焊接性能。
关键词：贝氏体组织, 金相组织,贝氏体转变,非金属夹杂Research on the Microstructure Property of Low-carbon Bainite SteelAbstractThe microstructure of Q550-D and SM570-H were studied by optical microscope and electron microscope in this paper, and the compositions was analyzed by energy spectrum. The microstructures of the two steels and the compositions of nonmetallic inclusions were obtained, also the effections of nonmetallic inclusions for the steels’ property was analyzed.Through observation by microscopy we can get that there are parallel bainite-ferrite strip distributed in microstructure of Q550-D. And more fine cementites are inlayed in the bainite-ferrite strip, It’s uneasy to identify. It belongs to upper bainite. the microstructure of SM570-H belongs to granular bainite, the sand island consisted of retained austenite and martensite distributed in the lath-like ferrites,observing in the microstructure, The microstructure of SM570-H is finer than Q550D.We can observed there were more nonmetallic inclusions in the Bainitic steels, and these nonmetallic inclusions always distributed in austenite grain boundary and always some calcium-aluminate and sulfides. These nonmetallic inclusions can decrease the strength of steels because of uneven microstructure. besides the calcium-aluminate, there were some partical of alloys in the microstructure, these micro alloying elements can improve the s trength of alloys because of solid solution strengthening and dispersion strengthening., such as Ti, Al. the second phase of these elements distributed in the lath-like ferrites.The property of low-carbon Bainitie steel is in association with Rolling Technology Parameters.especially in the finishing temperature. The property is more superior If the finishing temperature is controlled about 1000℃.The microstructure of the low-carbon Bainite steel is very fine, and well-distributed, and carbon equivalent is lower, so low-carbon Bainite steels have excellent strength and toughness and good welding properties.Key Words：Bainitie microstructure，metallographic structureBainite transformation，nonmetallic inclusions目录摘要 (1)Abstract (2)引言 (1)1文献综述 (3)1.1国内外低碳贝氏体钢的研究现状 (3)1.1.1国外低碳贝氏体钢的研究现状 (3)1.1.2国内低碳贝氏体钢的研究现状 (4)1.2低碳贝氏体钢的发展前景 (6)1.2.1市场需求前景 (6)1.2.2低碳贝氏体钢的品种发展方向 (7)1.2.3低碳贝氏体钢的研发方向 (7)2研究贝氏体组织的意义与分类 (8)2.1贝氏体组织的定义 (8)2.2 研究贝氏体组织的意义 (9)2.3贝氏体组织的分类 (11)2.3.1上贝氏体 (11)2.3.2 下贝氏体 (12)2.3.3粒状贝氏体 (13)2.4 低碳贝氏体钢的强化机制 (14)2.4.1 细晶强化 (14)2.4.2 析出强化 (15)2.4.3 固溶强化 (15)2.4.4 位错和亚晶强化 (16)2.4.5 相变强化 (16)2.5 钢中各种元素的作用 (17)2.5.1 C含量的控制范围 (17)2.5.2 B在低碳贝氏体钢中的作用 (17)2.5.3 Mn在低碳贝氏体钢中的作用 (17)2.5.4 Cu在低碳贝氏体钢中的作用 (18)2.5.5 Nb、Ti在低碳贝氏体钢中的作用 (18)2.6 低碳贝氏体钢的控制轧制 (19)2.6.1 控制轧制的概念 (19)2.6.2 低碳贝氏体钢终轧温度的控制 (20)2.6.3 轧后控冷对组织的影响 (20)2.6.4 加热温度对控轧效果的影响 (21)3 研究内容与方案 (21)3.1 研究内容 (21)3.2 试验内容及研究步骤 (22)3.2.1试验设备 (22)3.2.2取样说明 (22)3.2.3实验步骤 (22)3.3 金相组织分析 (24)3.4 非夹杂物形貌分析 (29)3.5贝氏体中的碳化物 (33)结论： (33)参考文献 (34)附录A (37)附录B原文 (38)附录C译文 (43)致谢 (51)引言材料是现代文明的支柱，人类文明的每一个脚印都与材料科学的进步密不可分。
![毕业设计(论文)-18mnmonb低碳调质钢焊接性能研究[管理资料]](https://img.taocdn.com/s1/m/e6e599656bec0975f565e29d.png)
摘要本文介绍了金属焊接性以及焊接裂纹的概念，主要介绍冷裂纹的形成与影响因素、金属焊接性的试验研究方法，论述了低碳调质钢的焊接性及焊接工艺特点。
在总结大量资料和焊接实验的基础上，通过低碳调质钢18MnMoNb钢斜Y型焊接裂纹试验，即小铁研试验、18MnMoNb焊接热影响区组织性能试验、18MnMoNb 焊接裂纹断口的扫描电镜分析，分析低碳调质钢的焊接性及产生冷裂纹的原因，并讨论了预热对焊接冷裂纹倾向的减小作用；并对18MnMoNb焊接热影响区组织进行了金相分析和性能研究，最后对18MnMoNb焊接热影响区的显微硬度进行了测试。
完成了低碳调质钢18MnMoNb钢的可焊性研究。
关键词：可焊性；焊接接头；热影响区；焊接裂纹AbstractThis paper introduces the concepts of metal welding and welding cracks，mainly on the formation and cold crack factors，and experimental methods of metal weldable capability，discussed the welding and welding technology features of low-carbon-quality steel．On the base of investigation and weld experiments，through low-carbon-quality steel of 18MnMoNb Y-Silt Type Cracking Test，structure and performance test of 18MnMoNb weld heat affected zone，the scanning electron microscope analysis of 18MnMoNb welding crack fracture，and analysis the welding of low-carbon-quality steel and the reasons of the cold crack and summarize the influence of preheat on cold cracking；and the study completed Metallographic analysis and properties of the metal materials 18MnMoNb weld heat affected zone．Finally，micro-rigidity of 18MnMoNb weld heat affected zone was tested．The metal weldable capability of 18MnMoNb was completed．Key words：weldable；welding joint；HAZ；welding crac目录第1章焊接技术概述 (1)第2章低碳调质钢的焊接基础理论 (3)焊接冶金过程特点 (3)焊接接头的组织与性能 (4)低碳调质钢热影响区的组织分析 (7)低碳调质钢的焊接性理论分析 (7)低碳调质钢常用焊接方法 (12)第3章低碳调质钢焊接性能研究试验基础 (14)低碳调质钢常用焊接工艺 (14)低碳调质钢的焊接工艺特点研究 (17)低碳调质钢焊接性试验及分类 (19)斜Y形坡口焊接裂纹试验法 (20)渗透探伤法在焊接检测中的应用 (22)焊接接头金相试样的制备 (23)焊接裂纹的断裂形式及断口形态 (24)第4章18MnMoNb钢的焊接性试验及分析 (25)焊接试验准备 (25)低碳调质钢18MnMoNb斜Y型焊接裂纹试验 (26)低碳调质钢18MnMoNb焊接裂纹断口扫描电子显微镜分析 (30)18MnMoNb焊接热影响区组织及性能试验 (31)18MnMoNb焊接接头的硬度试验 (32)结论 (34)参考文献 (35)致谢 (36)第1章焊接技术概述焊接技术，又称连接工程，是一种重要的材料加工工艺。
低碳锚杆用钢的研究引言锚杆是锚固在岩体内，维持围岩岩体稳定的杆状结构物。
与其他支护相比，其属于一种主动形式[1]，具有工艺简单、支护效果好、材料消耗和支护成本低、运输和施工方便等优点。
煤巷锚杆的性能要求是杆体材料要有高的强度和高的承载能力，以控制巷道围岩岩体的变形，同时还要求有一定的塑性，以允许巷道围岩有一个卸压和应力重新分布的过程，即适应围岩的变形。
控制围岩变形与适应围岩变形是相辅相成缺一不可的。
特别是在松软、破碎、膨胀性围岩和采动影响条件下，巷道围岩的强度低，变形量大，此时锚杆杆体的塑性显得尤为重要。
随着煤炭资源的不断开采，矿井的开采深度不断增加。
可以预计，高强度高塑性锚杆的需求将越来越大。
因此，我们希望能够在保持σb≥800Mpa 的前提下，使煤巷锚杆具有更高的塑性（δ5≥25%）。
通常，高强度钢的强度和塑性往往是矛盾的。
提高强度时，塑性下降；塑性好的钢，强度则不高。
从目前的研究和发展来看，相变诱发塑性（Transformation InducedPlasticity），简称TRIP[2-5]，是一种能够同时提高钢的强度和塑性的有效强韧化方法。
1 试验方法为获得价格低廉的锚杆用钢，进过分析，我们以工业废钢为原料，再添加适量的Si、Mn 合金元素，从而获得我们所需的TRIP 钢成分。
试验用钢的化学成分见。
试验用钢采用100kg 中频炉熔炼，浇铸成φ50mm×300mm 的钢锭，铸锭后解锻成φ18mm棒料，最终经退火后加工成φ10×50mm 标准短试样。
试验中使用CSS-44300 型电子万能试验机进行拉伸试验；用OLYMPUS 金相显微镜观察分析试验用钢的组织；用D/Max-3B 型X 射线衍射仪对残余奥氏体的含量进行测量。
热处理工艺试验在4kW 箱式炉和自制碱浴炉中进行。
热处理工艺为：试样在810℃加热保温50min，340℃、380℃、420℃、460℃等温一定的时间。
高锰高铝低密度钢的力学行为及强韧化机制研究低密度高强塑性钢不仅比普通钢材具有更低的密度,且拥有良好强度和塑性的结合,被认为是用于减轻汽车重量和提高抗碰撞能力的首选结构材料。
基于所在课题组前期针对三种不同铝含量(8wt.%~12wt.%)高锰(28wt.%)低密度钢静态拉伸力学行为的研究,本文深入分析了在高速冲击条件下温度、铝元素对其力学行为及抗冲击吸能能力的影响,阐明了其强韧化机制。
其次,由于铝含量过高会影响钢板的浇铸,考虑用轻元素硅替代钢中部分的铝,同时从合金化的角度考虑,向钢中添加了镍元素,制备了Mn28Al8Si2Ni钢,探讨了不同变形条件对其组织及力学行为的影响,揭示了Mn28Al8Si2Ni钢的强韧化机制。
主要的研究内容及结果如下:在不同温度(-50℃、23℃、75℃)下对高锰高铝低密度钢Mn28Alx(x=8,10,12)进行了变形速率为5000s-1的高速冲击试验。
结果表明,Mn28Al12和Mn28Al8的屈服强度受变形温度的影响较大,而Mn28Al10的屈服强度受变形温度的影响较小,具有稳定的力学性能。
在恒定的冲击温度下,当铝含量不断增多时,屈服强度均不断提高,应变硬化率均逐渐下降。
高锰高铝低密度钢在-50℃~75℃范围内均具有优异的抗冲击吸能能力。
通过OM、SEM、TEM等分析手段探索了高锰高铝低密度钢高速冲击条件下的强韧化机制。
结果表明,应变强化以及位错强化,机械孪晶的产生作为亚晶界对位错运动的阻碍作用,晶内孪晶之间的互相阻碍作用形成对晶粒的细化,同时在高速冲击条件下绝热效应造成的材料软化,是其主要的强韧化机制。
在23℃、100℃、200℃和300℃下,分别对Mn28Al8Si2Ni钢在变形速率1×10-4s-1、1×10-3s-1及1×10-2s-1进行了温拉伸试验。
结果表明,在应变速率一定时,随变形温度的不断升高,其屈服强度和抗拉强度均不断减小,断后延伸率总体上均不断增大,但在变形速率为1×10-3s-1、1×10-2s-1,当温度从100℃升高至200℃时,断后延伸率随温度的升高有所减小。
两种衬板用低碳合金钢组织和性能研究
冶金矿山湿式磨机衬板，使用工况条件恶劣，既受到酸性料浆的腐蚀，又受到矿球的冲击和磨损。
目前国内主要使用高锰钢作球磨机衬板，但在冶金矿山恶劣的工况条件下，该钢因加工硬化不足，耐腐蚀性较差，以致衬板的使用寿命很短。
为此，国内外近年来纷纷研制改性高锰钢、中碳合金钢及高铬铸铁等材质，用以改进高锰钢的性能。
本文根据所研制的两种低碳合金钢衬板，对比研究了其常规组织和性能，以及在铁矿石矿浆中，两种材质的冲击腐蚀磨损性。
试验所用的两种不同成分的钢均在10kg中频感应炉中熔炼.熔炼温度为1600℃，浇铸温度为1450℃，出炉前加适量铝作为脱氧剂。
铸锭首先在950℃×2.5h进行均匀化退火，线切割后进行淬火-回火处理，工艺为550℃×1h预热，在1050℃×0.5h加热后油淬，再进行250℃×2h回火，得到最终试样。
用于衬板的两种低碳合金钢，当铬含量为6.0%，Ni含量为2%时，其退火态组织为少量先共析铁素体＋屈氏体，淬火回火态的组织为板条马氏体；当铬含量为9.0%，Ni 含量为1%，Mn含量为1.5%时，其退火态和淬火回火态的组织均为马氏体。
铬含量为9.0%，Ni含量为1%，Mn含量为1.5%的低碳合金钢，其硬度要高于铬含量为6.0%，Ni含量为2%的低碳合金钢，韧性次之。
铬含量为9.0%，Ni含量为1%，Mn含量为1.5%的低碳合金钢的冲击腐蚀磨损性能要高于铬含量为6.0%，Ni含量为2%的低碳合金钢。
20211新疆钢铁157碳铝顶渣改质剂在低碳钢生产中的应用实践探讨徐韬1，姜新平1，王强2，俞海明3,谭广志4(1.新疆八一钢铁股份有限公司炼钢厂;2.北京璞域环保科技有限公司；3.新疆中合大正冶金科技有限公司;4.新疆工业职业技术学院)摘要：钢包顶渣的改质,是防止钢水二次氧化、对于钢液深度脱氧和优化钢液夹杂物去除的重要工艺方法，文章介绍了120t板材生产线生产低碳铝镇静钢采用碳铝改质剂的工艺实践。
关键词：钢包顶渣；复合改质剂；泡沫渣；钢液增碳中图分类号:TF761+.2文献标识码:A文章编号：1672-4224(2021)01-0020-03 Discussion on Application of Carbon Aluminum Top Slag Modifierin Low Carbon Steel ProductionXU Tao1,JIANG Xin-ping1,WANG Qiang2,YU Hai-ming3,TAN Guang-zhi4(1.Steelmaking Plant,Xinjiang Bayi Iron&Steel Co.,Ltd.；2.Beijing Puyu Environmental Protection Technology Co.,Ltd.；3.Xinjiang Zhonghe Dazheng Metallurgy Technology Co.,Ltd.；4.Xinjiang Tudustrial Vocational and Technical College) Abstract：The modification of ladle top slag is an important technological method to prevent secondary oxidation of molten steel，deep deoxidization of molten steel and optimize the removal of molten steel inclusions.This paper introduces the process practice of using carbon and aluminum modification agent in the production of low carbon aluminum killed steel by120t plate production line.Key words：ladle top slag；composite modifier；foamed slag；liquid steel carbonization优特钢的生产过程中，在转炉和电炉出钢工序加入渣辅料造渣，是粗炼钢水脱氧脱硫的最佳工艺环节，也是去除钢液夹杂物的主要工艺环节。
(19 )中华人民共和国国彖知识产权局
(12 )发明专利申请
(10)申请公布号
CN103045930A
(43)申请公布日2013. 04.17
(21)申请号CN201310002051.3
(22 )申请日2013.01.06
(71)申请人唐山建龙实业有限公司
地址064200河北省唐山市遵化市建设南路32号
(72 )发明人张红余;果超;刘江伟;李大亮;李长友浒艳飞;李香平涨金路;葛立国;高需昂(74)专利代理机构唐山顺诚专^事务所
代理人杨全保
(51) Inta
权利要求说明书说明书幅图(54 )发明名称
—种低碳铝镇静钢脱氧合全化生产工艺
(57 )摘要
本发明涉及一种低碳铝镇静钢脱氧合金化
生产工艺，属冶金行业转炉炼钢技术领域。
技术
方案是：包含以下工艺步骤：(1〉转炉炼钢：力II
入高碳猛铁合金，将钢水氧含量由400〜600ppm
调整到0〜200ppm,终点成分：质量百分比
C^O. 08%, SiWO.Ol%, Mn^O. 04%,终点温度：
1640〜1680e C： (2)氨站吹氮猎炼：吹氨时间大
于12分钟，氨站成分：质虽百分比C<0. 08%,
SiWO. 03$, MnWO. 40%, ALsO. 025〜0. 055%。
本。
提高低碳铝镇静钢力学性能的研究王义栋 王晓宇(鞍钢集团新轧钢股份有限公司)
摘要 对罩式炉生产低碳铝镇静钢产生性能不合的因素进行了定性研究。指出了影响低碳铝镇静钢常规力学性能的主要因素,同时提出提高低碳铝镇静钢力学性能的措施。关键词 罩式炉 低碳铝镇静钢 力学性能
StudyonImprovingMechanicalPerformanceofLowCarbonAluminiumKilledSteelWangYidong WangXiaoyu(AngangNewSteelCo.,Ltd.)
Abstract ThispaperqualitativelystudiesthefactorscausingpoorperformancewhilelowcarbonAluminiumkilledsteelproducedinbell-typefurnace,expoundsthemainfactorseffectingnormalmechanicalperformanceandputsforwardthemeasurestoimprovemechanicalperformanceoflowcarbonAluminiumkilledsteel.KeyWords bell-typefurnace lowcarbonAluminiumkilledsteel mechanicalperformance
1 前言目前,鞍钢冷轧厂生产低碳铝镇静钢面临的一个突出问题是力学性能不合,内控标准比例较大及St14ZF级比例较低。尽管采用IF钢原料代替低碳铝镇静钢能满足性能需要,但因IF钢成本较高,产量较少,在今后较长的时间内,性价比较高的低碳铝镇静钢仍将占主导地位。因此,提高低碳铝镇静钢的力学性能具有重要的意义。据统计,低碳铝镇静钢力学性能不合中比例最大的是断裂延伸率,其次是杯突值、屈服强度及抗拉强度。从物理冶金的观点来看,材料的性能与其内在的组织形态有密切关系。本文主要从显微组织对低碳铝镇静钢常规力学性能的影响以及生产工艺对低碳铝镇静钢深冲性的影响进行定性分析研究,以期寻找低碳铝镇静钢组织与性能的关系,以及生产工艺对性能的影响,探索影响低碳铝镇静钢力学性能的各种因素,找出改善低碳铝静钢钢板力学性能的措施,以提高冷轧产品的实物
质量。2 影响低碳铝镇静钢常规力学性能的组织因素通常,低碳铝镇静钢钢板的金相组织由铁素体和渗碳体两相组成。铁素体晶粒为饼形晶粒,渗碳体以颗粒形态弥散分布于铁素体基体中。低碳铝镇静钢钢板的力学性能与显微组织关系密切,其两个主要组织参数(即铁素体晶粒度和渗碳体的变化条件)及相互关系在一定程度上可以反映出其常规力学性能。影响延伸率的主要组织参数是渗碳体的形态。当钢板显微组织中渗碳体析出形态呈链状分布、半网状分布,甚至网状分布,试样拉伸时,过早的沿渗碳体形成裂纹并扩展,导致低的延伸率,其断口形貌为渗碳体孔坑与细小韧窝的混合型。延伸率高的试样断口形貌为细小均匀韧窝型。影响屈服强度的主要组织参数是铁素体晶粒
王义栋,工程师,1991年毕业于东北重型机械学院冶金机械专业,现任鞍钢新轧钢股份有限公司冷轧厂厂长(114021)。
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2003年第3期
鞍钢技术
ANGANGTECHNOLOGY度。随着铁素体晶粒度的增大,屈服强度降低。但是,屈服强度与晶粒度的关系也时常不一致,这除了平整工艺可能对屈服强度产生一定影响外,钢板中渗碳体颗粒的尺寸、数量,[Al]/[N]比例等也影响屈服强度值。渗碳体颗粒越细小,数量越多,以及[Al]/[N]比例偏高造成AlN析出不完全,均能导致屈服强度升高。影响抗拉强度的主要组织参数是渗碳体数量。随着钢板中析出的渗碳体颗粒度减小,单位面积颗粒数增加,钢板的抗拉强度升高。随着渗碳体数量增多,铁素体晶粒变得极不均匀,晶粒形状也极不规则,晶界扭曲严重,强度提高更为明显。因此,钢板获得大而均匀的晶粒和较少渗碳体颗粒的组织,可确保较低的强度和高的延伸指标。在某些情况下,虽然渗碳体以大块状形态沿晶界分布,但由于钢板中渗碳体颗粒数大大减少,铁素体晶粒充分长大,钢板的性能仍然较好。由此可见,低碳铝镇静钢中渗碳体颗粒的细化,不仅对钢板产生强化作用,同时还在退火过程中对再结晶动力学产生影响,从而改变其退火组织。因此,研究低碳铝镇静钢中渗碳体的变化规律和变化条件,并通过调整生产工艺控制其在钢板中的尺寸、数量和分布,获得有利于钢板力学性能的显微组织具有重要意义。钢板冷轧状态中的渗碳体来自于热轧组织中的珠光体和部分铁素体晶界上的三次渗碳体。冷轧时,它们部分被破碎并随基体流动,同时也改变了原来的分布形态。退火过程中,随着退火温度的升高,渗碳体逐渐溶解(但不可能全部溶解),退火后冷却时,又发生渗碳体的析出。钢板中碳含量的变化直接影响渗碳体的尺寸、数量。随着钢板中碳含量的增加,单位面积渗碳体数量增多,平均尺寸减小。在碳含量一定的条件下,退火前(冷轧后)的渗碳体尺寸和数量与热轧状态组织中渗碳体的大小分布密切相关。若热轧后的渗碳体以细珠光体形态分布,则冷轧后的渗碳体数量多,平均尺寸小;反之,若热轧状态的渗碳体以块状(或退火珠光体)存在,则冷轧后渗碳体数量少,平均尺寸大。同时,退火时未溶解的渗碳体数量越少,退火后冷却时作为核心的数目也少,最终组织中渗碳体的数量也越少。低碳铝镇静钢的铁素体晶粒是在再结晶退火时,并吞形变基体而长大的再结晶晶粒,本质上应该为等轴晶粒,但是,由于钢板在退火过程中受退火温度、升温速度、保温时间及第二相粒子的影响,再结晶晶粒形状和尺寸将在一定范围内变化。另外,热轧状态的晶粒尺寸、冷轧压下量等因素也都影响再结晶晶粒尺寸。其中第二相粒子的影响,除AlN的影响外,退火钢板中的晶粒尺寸与渗碳体颗粒数成反线性关系。同时,随着渗碳体尺寸变小,数量增多,晶粒形状变得不规则,晶粒大小变得不均匀,晶界扭曲严重。这表明,细小渗碳体颗粒是再结晶过程中非自发形核和晶粒长大的阻碍因素。渗碳体颗粒对晶粒大小的影响还可以从提高再结晶形核率的角度来理解。此外,在退火早期阶段,随着退火温度升高,渗碳体逐渐溶解。当渗碳体溶解的碳原子进入基体时,被位错捕获,正是由于碳原子对位错的钉扎作用,使得再结晶开始前,位错的消失被推迟(渗碳体颗粒越细小,推迟作用越明显),即这种弥散的第二相粒子阻碍了加热时位错重新排列,构成亚晶界并随后发展成大角度晶界的过程(即再结晶的形核过程),也阻碍大角度晶界的迁移(即再结晶核心的长大),从而使再结晶受到阻碍,最后获得较小的再结晶晶粒尺寸。
3 热轧工艺对低碳铝镇静钢力学性能的影响热轧工艺对低碳铝镇静钢力学性能影响最显著的因素是终轧温度和卷取温度。热轧工艺主要控制AlN的溶解与析出,这对冷轧后形成饼状晶粒极为重要。必须指出,饼形晶粒并非深冲用钢板的组织特征,如超深冲IF钢组织就不是饼形晶粒,而是等轴晶粒,关键是AlN是在热轧时析出,还是退火析出。目前低碳铝镇静钢热轧实行“三高一低”的工艺,即高温加热、高温开轧、高温终轧和低温卷取,目的是使AlN在高温时固溶,在快速低温卷取中避免其析出,经冷轧后退火在加热过程中析出,而平行排列在冷轧纤维结构之间。当退火再结晶时,由于沿轧制方向平行排列的AlN阻碍了晶粒沿厚度方向长大,从而形成了伸长的饼形晶粒,以抑制不利织构并促进有利织构。若终轧温度偏低,不但诱发混晶出现,而且混晶的增多,也标志着不利
·20·《鞍钢技术》2003年第3期织构增加,这种不利织构(不均匀的热变形织构)是否能保持到室温或保持多大程度要看形变温度(终轧温度)。终轧温度高时,变形中和变形后的再结晶和相变过程将消除相当部分的热变形织构,冷却下来的热轧板取向是混乱的;终轧温度较低时,热变形中首先发展起来的不利织构{110}将遗传到室温下,并影响冷轧织构,使最终退火{111}织构组分下降,r值降低。4 冷轧工艺对低碳铝镇静钢力学性能的影响冷轧工艺对低碳铝镇静钢力学性能影响的主要因素是压下率。冷轧压下率对低碳铝镇静钢的常规力学性能及n值无明显影响,但对r值有明显影响。增大冷轧压下率在导致冷轧织构中{111}组分增强的同时,也导致了退火织构发生从非{111}特征向{111}特征的转化,使r值增大。当压下率为75%时,r值最大;当压下率增大至80%时,退火织构反而会减弱,这与冷轧织构的变化趋势是一致的。因为冷轧织构在压下率从75%增大到80%时,{111}组分并没有增强,而{001}组分却明显增强,这对{111}退火织构的形成不利。同时,在压下率为65%时,冷轧织构的非{111}组分占有较大优势,并在退火过程中优先形核和长大,导致退火织构以非{111}为主要特征。成分对冷轧织构也有一定影响。随着固溶元素及析出物增加,冷轧板中不均匀变形带增多,减少了稳定取向{111}的强度,结果影响再结晶织构,使r值下降。5 退火工艺对低碳铝镇静钢力学性能的影响罩式炉退火工艺对低碳铝镇静钢力学性能影响的主要因素是升温速度、保温时间和冷却速度。因AlN的析出和再结晶都属固态转变,再结晶通过相界两旁原子短程输送而进行,脱溶相的生长则是长距离点阵扩散,故低碳铝镇静钢在罩式炉退火时应采取低速升温,使AlN有足够的时间析出。细小的AlN质点对再结晶形核有阻碍作用,使驱动较小晶粒的形核受到制止,驱动力大的{111}晶粒虽也受到阻碍,但在形核竞争中占优势。AlN加强了成核的选择性,有利于获得更强的{111}织构。同时,低速升温可使钢板充分回复,减少再结晶形核数目,长时间保温使渗碳体逐渐粗化,以减弱对晶粒长大的阻碍作用。因此,低速升温、长时间保温有利于提高低碳铝镇静钢的力学性能。因退火时冷却速度过慢,将使渗碳体易于沿晶界呈半网状或网状析出,降低钢板的延伸率,故加速冷却有利于提高低碳铝镇静钢的延伸率。目前,厚度大于1.5mm的St14杯突值不合ZF级比例较高。这是由于罩式炉退火时钢卷沿轴向对流传热,薄板因层数多、对流传热均匀充分,有利于{111}织构充分形成,使r值增大。厚板因层数少,对流传热不均匀充分,不有利于{111}织构充分形成,使r值减小。因此,厚度大于1.5mm的St14应增加保温时间。
6 结论(1)影响低碳铝镇静钢断裂延伸率的主要因素是钢板中的渗碳体。改变渗碳体析出形态是提高断裂延伸率的重要措施。(2)低碳铝镇静钢的强度指标是晶粒强化、固溶强化和析出强化综合作用的结果。在内控化学成分范围内,影响屈服强度的主要组织特征参数是铁素体晶粒度。渗碳体数量(或含碳量)对抗拉强度最为敏感。由此可见,获得粗大铁素体晶粒,减少钢板中的渗碳体颗粒数(使其颗粒度增大),可确保钢板低的强度指标。(3)低碳铝镇静钢的深冲性主要由冷轧压下率与退火工艺共同决定。冷轧压下率为75%,罩式炉退火时,低速升温、长时间保温有利于低碳铝镇静钢深冲性的提高。
