铌微合金化钢组织—性能关系模型的研究

2019年第5期20作者单位：本钢板材股份有限公司销售中心，辽宁 本溪 117000铌微合金化对1000 MPa级QP钢组织和性能的影响Effect of Niobium Micro Alloying on Microstructure and Properties of 1000 MPa Grade Q&P Steel供稿|金永盛，郭宏吉 / JIN Yong-sheng, GUO Hong-jiDOI: 10.3969/j.issn.1000-6826.2019.05.005中华人民共和国成立70周年近年来，为降低能源消耗，节约原材料以及保护环境，第三代先进高强钢一直是各钢铁企业研发的重点。

第三代高强钢主要目的获得强度和延展性的优异组合，获得较高的强塑积。

在降低总重量同时保证碰撞安全性和提高车辆燃料经济性等新要求的驱动下，已经开发出能够实现所需微观组织和性能的淬火配分(QP)钢[1]。

一般QP 钢的工艺涉及将加热至奥氏体区并保温适当时间的钢快速淬火至马氏体转变开始温度(Ms)和马氏体转变终止温度(Mf)温度之间的某一淬火温度(QT)，以便形成碳过饱和的马氏体和未转变的奥氏体，随后在QT 或以上温度进行碳配分，实现碳从过饱和马氏体到奥氏体的扩散，以保持富碳的残余奥氏体在随后冷却至室温期间稳定[2]。

QP 钢组织中的板条马氏体和薄膜状残余奥氏体使得其具有优异的强塑性匹配。

QP 钢中要避免渗碳体和过渡型碳化物的形成，因为它们的形成会消耗一部分碳，使得没有足够的碳来稳定奥氏体至室温，最终将降低QP 钢的延性。

因此，通过添加硅或铝来抑制渗碳体的形成，为碳原子在配分过程中的扩散提供条件，促进碳的局部富集，同时避免渗碳体生成可能导致实验钢脆化倾向。

锰可以提高淬透性，并通过降低奥氏体转变温度进一步增加其21新型高强钢科技前沿Advances in Science稳定性，锰还可以增加碳在奥氏体中的溶解度，提高奥氏体的碳富集能力。

《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的析出机制在高Nb微合金钢中，Nb元素主要通过与碳元素结合形成NbC析出物。

在钢的冷却过程中，NbC的析出行为受到多种因素的影响，包括温度、时间、钢的化学成分等。

首先，温度是影响NbC析出的关键因素。

在高温区，Nb原子具有较高的活动性，易于与碳原子结合形成NbC。

随着温度的降低，NbC的析出速率逐渐减慢。

其次，钢的化学成分也会影响NbC的析出行为。

例如，碳含量越高，越有利于NbC的形成。

此外，其他合金元素如Mn、Si 等也会对NbC的析出产生影响。

最后，时间因素也不可忽视。

在一定的温度下，随着保温时间的延长，NbC的析出量逐渐增加。

三、NbC析出对组织的影响NbC的析出对高Nb微合金钢的组织具有显著影响。

首先，NbC的析出可以细化钢的晶粒，提高钢的力学性能。

其次，NbC 的析出还可以改变钢的组织结构，如形成碳化物、氮化物等第二相粒子，这些粒子可以阻碍位错运动，从而提高钢的硬度和强度。

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。

首先，由于NbC的形成可以细化晶粒并形成第二相粒子，这些粒子可以阻碍位错运动，从而提高钢的硬度。

此外，由于铌元素本身具有较高的硬度贡献，因此高铌含量的钢往往具有较高的硬度。

其次，除了铌元素外，其他合金元素如铬、钒等也会对硬度产生影响。

这些元素可以与碳、氮等元素形成其他类型的化合物或沉淀物，进一步影响钢的组织和硬度。

五、结论综上所述，高Nb微合金钢中NbC的析出对组织与硬度具有重要影响。

第 2 期第 146-154 页材料工程Vol.52Feb. 2024Journal of Materials EngineeringNo.2pp.146-154第 52 卷2024 年 2 月铌微合金化和淬火速率对热成形钢组织与力学性能的影响Effects of Nb microalloying and quenching rate on microstructure and mechanical properties of hot formed steels陈华，丁灿灿，胡斌，罗海文*（北京科技大学 冶金与生态工程学院，北京 100083）CHEN Hua ，DING Cancan ，HU Bin ，LUO Haiwen *（School of Metallurgical and Ecological Engineering ，Universityof Science and Technology Beijing ，Beijing 100083，China ）摘要：基于传统22MnB5钢设计了一种新型含Nb 热成形钢，研究在不同淬火速率下Nb 对热成形钢显微组织与力学性能的影响。

新型Nb 微合金化热成形钢与广泛应用的22MnB5商业钢种均经900 ℃保温3 min 的固溶处理后分别水淬和油淬至室温，检测两种钢在两个淬火条件下的力学性能，并通过扫描电镜、背散射电子衍射仪、X 射线衍射仪和透射电镜等分析合金组织。

结果表明：油淬时Nb 微合金化热成形钢与22MnB5钢能发生较明显的自回火，但前者的屈服强度高于后者约130 MPa ，且伸长率也略有改善，对强化机制的定量计算表明这是由于含Nb 钢晶粒细化形成的细晶强化以及位错强化和沉淀强化的共同作用；而在水淬条件下，两种钢的屈服强度与伸长率均相似，推测是由于冷却速率高抑制了自回火，使得马氏体相变产生的残余应力成为影响屈服强度的主导因素，而当水淬样品在170 ℃回火减轻内应力后，此时含Nb 钢屈服强度再次高于22MnB5钢。

欧洲铌微合金化钢的新进展介绍欧洲的冶金学者是微合金化应用的先驱，开始于30 年代的AlN冶金。

从那时起，多种合金元素应用于结构钢，如图1所示。

图1：结构钢中微合金元素的应用历史“微合金化”的含义是，这些元素的含量是专门低的，通常低于0.1wt%。

不同于痕量元素，痕量元素是不需要的，而微合金化元素是为了改善钢的性能而有意添加的。

与其它合金元素相比，微合金化元素不仅在加入的数量上不同，而且其冶金学机理也不相同。

合金元素要紧是阻碍钢的基体结构，而除了溶质的拖弋作用之外，微合金化几乎不阻碍钢的显微组织及第二相的沉淀。

微合金化的应用是十分广泛的，例如硫化物形状的操纵，沉淀强化，晶粒细化，提高淬硬性等。

然而其要紧作用是脱氧与脱硫作用。

铌开始应用于60 年代，而到70 年代，随着控轧控冷的应用，铌的应用取得重要进展，也确实是说，在奥氏体再结晶温度以下区域进行轧制。

在强度和韧性的结合方面，使钢的性能明显改善，第一用于生产运输天然气与原油的大直径管线。

十年前，欧洲铌铁在钢铁企业的应用大约每年5000吨，其中80%是用于低合金高强度钢，而大部分用于生产大直径管线。

如图2所示，近十年来，铌铁的用量增加了一倍多。

其中，低合金高强度钢，仍以80%的消耗量，占据首位。

由于全球不景气，自80年代以来，尽管在某些地区钢管的用量有所下降，但含铌钢管的用量并没有下降。

由于铌在钢中的应用所带来的好处，使微合金化在低合金高强度钢中的应用越来越广泛，专门在建筑业与汽车制造业。

更有甚者，热镀锌薄钢板的需求增加引发了无间隙原子钢（IF）的生产，它通常含有铌。

在欧洲，铌铁的下述三个应用趋势将得到分析。

图2：欧洲铌的应用分布图用于制造大直径管线的钢板、钢带如图3所示：大直径钢管的进展要求考虑安全性，以幸免脆性断裂，抑制韧性裂纹的扩展。

大量实验说明，为满足这一要求，钢管的材料需要高强度与高韧性。

图3：大直径钢管用钢的进展趋势通过生产低碳含量的洁净钢，能够满足这一要求，以晶粒细化作为要紧的强化机理。

含铌微合金钢的组织性能研究的开题报告
钢是一种重要的工业材料，其具有优良的力学性能、加工性能和耐腐蚀性能，在机械制造、航空航天、汽车、轨道交通等领域得到广泛应用。

含铌微合金钢是钢的一种重要类型，通过添加微量的铌元素可以显著提高钢的强度和韧性，提高其抗拉强度、屈服强度和冲击功等性能。

因此，含铌微合金钢的研究具有很高的实际意义和重要性。

本研究旨在通过对含铌微合金钢的组织和力学性能进行研究，探究铌元素对钢的影响规律，并寻求优化含铌微合金钢的配方和热处理工艺，进一步提升其性能指标。

具体工作计划如下：
1.回顾国内外关于含铌微合金钢的研究现状，分析铌元素在钢中的作用机理及其影响因素。

2.设计含铌微合金钢的材料配方，制备出一系列不同铌含量的试样。

3.对试样进行热处理，采用金相显微镜观察试样的显微组织结构，分析铌元素对钢的晶界、析出相以及晶粒尺寸等方面的影响。

4.测量试样的力学性能指标，包括抗拉强度、屈服强度、延伸率和冲击功等参数，分析铌元素对钢的力学性能指标的影响规律。

5.通过对试样的比较分析，寻求优化含铌微合金钢的配方和热处理工艺的方案，提升其综合性能水平。

本研究将采用实验室试验方法进行研究，在理论和实践相结合的基础上，探究含铌微合金钢的组织和力学性能规律，为钢材的发展和应用提供理论支持和实践指导。

铌、钛微合金热带钢中碳氮化物析出的定量研究A.Itman, K. R. Cardoso, H. -J. Kestenbach摘要借助光学和透射电镜来检测商业用微合金化钢，以确定热带钢在生产过程中碳化物析出的起因和数量。

几乎有一半的微合金添加物（0.06Ti和0.02Nb）在均热后都以共析或未溶颗粒的形式存在。

仅在奥氏体中发现有细小碳氮化物颗粒在晶内形核。

卷取过程中在铁素体内没有发现碳氮化物颗粒，而且在均热过程中溶解的微合金元素几乎有一半在轧制过程结束后仍处于固溶状态。

根据组织-性能关系模型，60-80MPa的析出强化力度被认为是由在奥氏体形核的碳氮化物颗粒所贡献的。

前言通过碳氮化物颗粒的析出强化来提高微合金化钢的强度，这种手段已经应用了很多年。

根据早期的含铌钢方面的文献，轧态试样在透射电镜下如果能观察到细小碳氮化物颗粒的存在，那么轧材的屈服强度能提到100MPa。

据报导，对铌/钒和钛钢，屈服强度甚至能提高200MPa。

理论上，这些实验结果与由Orowan-Ashby析出强化模型计算结果（直径为3nm 碳氮化物颗粒）吻合得很好。

工业生产过程中，细小碳氮化物颗粒开始在奥氏体区热轧过程中析出。

此后，在奥氏体向铁素体转变或者在铁素体相冷却过程中更多的以中间相析出形式出现。

以上引述的许多早期的结果是用电子显微镜观察到的，虽进行了讨论，但没有确定碳氮化物颗粒的起因，认识这一点很重要。

仅仅一段时间以后，电子衍射方法被采用，清晰地识别三种形式的碳氮化物析出，从而铁素体中形成的碳氮化物对析出强化机制作用的重要性被普遍认识。

今天，许多作者认为，只有当碳氮化物颗粒在铁素体中半共格析出时，才能获得显著的强化效果，并且对热带钢，轧制时间更短、终轧温度更高，使这种析出效果更加有效，而且轧后快冷（与中厚板生产相比）将导致大量的微合金元素在卷取前保持固溶。

在带卷的最终冷却过程中，更多的非常细小的颗粒使析出强化更为有效。

尽管应该将铁素体中形成的碳氮化物颗粒的重要效果应用在提高微合金化钢的的强度上，但它在轧态存在的证据很少见报导。

铌在钢的控轧控冷工艺中微合金化的作用[摘要]本文主要介绍铌的强化原理、铌在钢中微合金化中应用，通过控轧控冷工艺改善铌在钢中的分布来提高铌的性能，以及当今世界铌钢的情况及生产铌钢应用的新工艺。

[关键词]控轧控冷；铌钢；强化；工艺；1.前言目前我国热轧钢筋的消费量已达5000余万吨，相对于发达国家钢筋以400N／mm2以上强度级别应用为主的局面，我国仍以335N ／mm2级别的热轧钢筋为主。

近年来，随着建筑结构施工规范GB50010的修订执行HRB400热轧钢筋将逐步成为我国钢筋混凝土结构用主导钢铁材料，该级别钢筋使用比例是逐年上升的趋势。

建设部2022年4月正式新的《混凝土结构设计规范》后，建筑用钢的产品升级换代不断加快，HRB400热轧钢筋的主导钢种20MnSiV的必需原料V-Fe，VN合金价格大幅上涨，导致生产成本显著升高，急需开发新的生产工艺和替代钢种。

世界范围内的钢筋标准中，ISO标准、西欧等国钢筋标准是以轧后余热处理工艺为基础的，而在我国，轧后余热处理钢筋的生产使用受到各种限制，因此高强度级别钢筋生产基本以微合金化为主，在所有的微合金化方式中，以V微合金化最适合长型材生产工艺要求。

微合金化元素的应用较多地集中在Nb、V、Ti三大主要微合金元素，其中对Nb元素的研究应用较多地集中在扁平材上。

与V元素相比Nb析出物的溶入温度较高，因此要求相对高的工艺加热温度，同时Nb 微合金化技术的应用在于Nb的碳氮化物对再结晶的阻滞作用，以此来实现非再结晶轧制，而长型材生产本身具有的高温快轧的特点在现有生产线上较难实现非再结晶轧制。

虽然Nb的碳氮化物的析出强化作用较V的沉淀强化弱，但是利用Nh的沉淀强化和组织强化作用，也可作为HRB400热轧钢筋生产的微合金化方式。

上世纪末，国内开始超细晶碳素钢筋的研究工作。

通过在临界奥氏体区终轧诱发铁素体相变和铁素体动态再结晶，将晶粒细化至微米尺度，实现用普碳钢生产HRB400钢筋，材料成本低，具有经济效益显著和广阔的发展前景。

《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，其独特的物理和化学性质使其在许多工程领域得到广泛应用。

其中，Nb（铌）元素的添加对钢的性能起到了关键作用。

本文将重点探讨高Nb微合金钢中NbC（碳化铌）的析出行为对组织与硬度的影响。

二、高Nb微合金钢的基本性质高Nb微合金钢主要由铁、碳和铌等元素组成。

铌元素的添加可以显著提高钢的强度、韧性和耐腐蚀性。

在高温冶炼过程中，铌与碳元素结合形成NbC，这种碳化物的析出行为对钢的组织和性能有着重要影响。

三、NbC的析出过程及其机制1. 析出过程高Nb微合金钢在热处理过程中，NbC的析出主要发生在奥氏体区间的冷却过程中。

随着温度的降低，NbC逐渐从基体中析出，形成细小的颗粒状物质。

2. 析出机制NbC的析出机制主要受温度、时间和冷却速率等因素的影响。

当温度降低到一定值时，NbC的形核和生长速率加快，从而促进其从基体中析出。

此外，合适的冷却速率也有助于NbC的均匀析出。

四、NbC的析出对组织的影响1. 晶粒细化NbC的析出可以有效地细化晶粒，使钢的组织更加均匀。

这是因为NbC可以作为异质形核的核心，促进晶粒的形成和生长。

此外，NbC的析出还可以阻碍晶界的迁移，从而起到晶粒细化的作用。

2. 亚结构变化随着NbC的析出，钢中的亚结构也会发生变化。

析出的NbC 颗粒可以改变位错的运动轨迹，从而影响亚结构的形成和演化。

这有助于提高钢的力学性能和抗疲劳性能。

五、NbC的析出对硬度的影响1. 硬度的提高由于NbC具有较高的硬度，其从基体中析出后可以提高钢的整体硬度。

这是因为NbC颗粒可以阻碍位错的运动，从而提高钢的抗变形能力。

此外，晶粒细化和亚结构变化也有助于提高钢的硬度。

2. 硬度的分布特点在高Nb微合金钢中，由于NbC的分布不均匀，导致硬度的分布也呈现出一定的特点。

通常，在析出NbC颗粒较多的区域，硬度较高；而在析出较少的区域，硬度相对较低。

微合金钢中的铌摘要：过去五十年中，铌已成为高强度钢中最重要的合金。

Woodhead、Morrison 和Gray具有开创性的论文中提出了有关铌的作用的早期理论。

现在因其主要用途，铌微合金钢已取得无可争议的地位。

比如天然气运输用管线钢、白车身和结构零件用汽车钢、造船、钢塔和具有较好的耐火性和地震荷载性能的土木建筑钢结构。

现代炼钢技术有助于强调通过使用铌实现的优良的整体性能。

天然气管线是经济生产碳水平低于0.05%洁净钢的最好的例子。

现代铌合金钢显示出强度、韧性、焊接性和成形性能的最佳平衡。

本文阐述了与微合金钢中的铌相关的技术的发展情况，这是一种有效解决当今世界面临的安全、能源效率和环境问题的技术。

本文也证明了用于生产微合金钢的铌是种安全、稳定、可长期供应的合金。

1 引言英国化学家查理斯·哈契特在1801年发现Nb，现在Nb有210年的历史了。

但是Nb钢技术的主要研发在过去几十年中才得以加强。

现在，高强度Nb微合金钢在应对世界最重要的挑战的几种解决方案中成为不可缺少的要素。

提高自然资源的利用效率和增强对全球环境的关注的热潮促使钢材生产商和终端用户对采用Nb技术产生兴趣并致力于这方面的工作。

通过管线远距离输送天然气、制造具有较高安全系数、燃料消耗和排放量减少的轻量级车、建造基础设施，比如桥梁和具有较强耐火性能并能承受可能的地震的高层建筑是采用Nb钢技术可以解决的现代挑战的实例。

2 Nb作为一种微合金元素的技术1963年W. B.陈述：“尽管含少量V或Ti的理念很早就出现，但微合金钢的快速研发和利用却是由认识到向C-Mn钢中添加少量Nb的益处引发的。

这发生在1958，美国五大湖钢铁公司第一次生产出Nb处理钢。

Nb可被视为微合金钢概念的起点。

T. M. Noren这样描述：“微合金钢是一种基本组成仅为一种非合金结构钢或在很多情况下，为一种锰合金或甚至低合金钢，向其添加少量合金元素，对一种或几种钢的想能产生强烈甚至显著的影响，”。

大学食堂改造方案一、引言在大学校园中，食堂作为学生们重要的就餐场所，承担着提供饮食服务的重要角色。

然而，过去一些食堂存在着环境脏乱差、饮食结构不合理等问题，影响了学生的饮食健康和就餐体验。

因此，进行大学食堂的改造显得尤为重要和迫切。

本文将从食堂环境改造、饮食结构调整以及服务理念优化等方面，提出一些改造方案，以期提高大学食堂的品质和服务水平。

二、食堂环境改造1. 舒适宜人的就餐环境通过改造食堂的装修风格和色彩搭配，营造一个舒适宜人的就餐环境，能够提升学生们的就餐体验。

围绕自然、清新的主题，选择具有舒缓效果的颜色，如浅绿色、淡蓝色等，绿植、水景等元素也可增加室内的活力与生气。

2. 完善的餐桌椅设施合理安排餐桌椅的布局，确保就餐空间充足。

选购舒适、易清洁的餐桌椅，为学生提供一个舒适的用餐环境。

同时，设立一些特色区域，如靠窗的景观区、学生交流区等，增加食堂的趣味性和多样性。

三、饮食结构调整1. 提供丰富多样的菜品大学食堂应针对不同口味和饮食习惯的学生提供丰富多样的菜品选择。

除传统的中餐外，增加西式餐食、清真餐、素食等多元化的选择，满足不同群体的需求。

同时，食堂还可以推出每周主题菜单，提供更多新鲜、创意的菜品，激发学生的食欲。

2. 增加健康饮食指导为了提高学生的饮食健康水平，食堂应当增加健康饮食指导的内容，如悬挂饮食营养搭配图、提供膳食建议等。

并与营养师合作，开展健康饮食讲座或课程，帮助学生培养良好的饮食习惯，提高营养均衡的意识。

四、服务理念优化1. 引入智能科技手段食堂可以引入智能科技手段，如自助点餐系统、智能支付等，提高就餐效率和便利性。

学生通过扫码点餐后，可以减少排队等候的时间，并且更方便地选择自己喜欢的菜品。

2. 增加员工服务培训食堂员工是提供就餐服务的重要组成部分，通过提供专业的服务培训，能够提高员工的工作效率和服务水平，为学生提供更加周到、贴心的服务。

培训内容包括礼仪、沟通技巧、服务意识等方面，使员工更好地与学生沟通和互动。

《Nb在中碳Cr-Mo-V-Nb调质钢中的组织细化和强韧化作用》篇一一、引言随着现代工业的快速发展，钢铁材料在各种工程应用中扮演着至关重要的角色。

Cr-Mo-V-Nb调质钢作为一种重要的工程结构材料，因其高强度、良好的韧性和优异的耐腐蚀性能而得到广泛应用。

在Cr-Mo-V-Nb调质钢中，Nb元素作为微合金元素，对于组织细化和强韧化作用具有重要意义。

本文将详细探讨Nb在中碳Cr-Mo-V-Nb调质钢中的组织细化和强韧化作用。

二、Nb元素在钢中的作用机制Nb元素在钢中主要通过固溶强化和析出强化两种方式发挥作用。

固溶强化主要是在高温冶炼过程中，Nb元素以固溶态存在于钢的基体中，提高钢的强度和硬度。

而析出强化则是在钢的冷却过程中，Nb元素会以细小颗粒的形式从基体中析出，对晶界起到良好的强化作用。

三、组织细化作用1. Nb的细化晶粒效应：Nb元素在钢中可以有效地细化晶粒，使钢的微观组织更加均匀。

这是因为Nb元素的加入会抑制晶界的迁移，阻碍晶粒的长大，从而在轧制和淬火过程中形成更加细小的晶粒。

2. 促进形核：在钢的凝固过程中，Nb元素可以促进形核，增加形核数量，从而细化晶粒。

此外，Nb元素还可以提高钢的再结晶温度，使再结晶过程变得更加困难，进一步细化晶粒。

四、强韧化作用1. 提高强度和硬度：由于固溶强化和析出强化的作用，Nb元素的加入可以显著提高钢的强度和硬度。

这使得Cr-Mo-V-Nb调质钢在承受载荷时具有更好的抗变形能力。

2. 改善韧性：尽管Nb元素的加入提高了钢的强度和硬度，但同时也改善了钢的韧性。

这是因为细小的Nb颗粒可以有效地阻碍裂纹的扩展，提高钢的断裂韧性。

此外，Nb元素还可以改善钢的层错能，使钢在受到冲击时具有更好的能量吸收能力。

3. 抗疲劳性能：由于Nb元素的加入使钢的组织更加均匀和细小，因此Cr-Mo-V-Nb调质钢具有优异的抗疲劳性能。

这使得钢在循环载荷作用下具有更好的耐久性。

五、结论综上所述，Nb在中碳Cr-Mo-V-Nb调质钢中具有显著的组织细化和强韧化作用。

铌对微合金化奥氏体钢淬透性的影响C. Fossaert, G.Rees, T.Maurickx, H.K.D.H.Bhadeshia摘要采用膨胀仪测量形成大于95%马氏体的显微结构所需的临界冷却速率，表明改变碳化铌溶解度的范围对微合金化奥氏体钢的淬透性有很强的影响。

这一结论使以下假设合理化：固溶体中的铌，可能由于在奥氏体晶界的偏析，使奥氏体的淬透性提高，但碳化铌粒子的析出，使奥氏体的淬透性降低。

这个效应与硼在钢中的效应相似，而且与奥氏体晶粒尺寸的变化无关。

一、引言钢的焊缝热影响区中微观组织的计算已有若干模型(1,2,3), 也已有研究使得诸如铌等微合金元素的溶解动力学得以估算（4,5）。

以前，这些结果一直用于提高热影响区奥氏体晶粒尺寸的计算精确度，这基于析出物钉扎晶界进而影响晶粒尺寸。

然而，很显然微合金钢中碳化物的析出和溶解不仅仅限于只是钉扎作用（6-10）。

尽管铌的聚集的确非常小，但铁素体形成的动力学显然受到了抑制。

本项工作的目的是验证：通过热处理改变铌在奥氏体和碳化物中的分布，含铌微合金钢的硬化能力发生了明显的变化。

二、材料大部分的试验用钢是正火低碳含铌钢。

为便于比较，同时对类似化学成分但不含铌的合金进行了研究，两种钢的化学成分（钢1和钢2）如表1所示。

预期钢1中铌会形成碳化物，且假定析出物主要是碳化物，并且，本项研究中通篇使用了碳化铌这个名词。

表1 试验用钢化学成分C Mn Si Nb N钢1 0.152 1.545 0.467 0.035 0.0053钢2 0.178 1.527 0.023 —— 0.0037A、膨胀测量法模拟试验在装备计算机控制和数据收集的GLEEBLE 1500或THERMECHMASTOR 热机模拟器上完成。

这两种装置，使用激光（THERMECHMASTOR）或机械焊接热循环模拟转换器，能够通过测量伴随转变产生的尺寸变化来监测所发生的转变。

两种模拟装置均使用圆柱体型试样，GLEEBLE试样尺寸为5×70mm，THERMECHMASTER试样尺寸为8×12 mm。

山东大学硕七学位论文却速度很小时，只能看到铁素体和珠光体相交而看不到贝氏体相变。

随着冷却速率的提高，相交开始点与终了点的温度都趋于降低。

这是因为铁素体相变为受界面控制的扩散型相变，冷却速度提高，过冷度增大，使得铁素体相变的自由焓差增大。

随着过冷度的加大，晶界、位错等处的临界形核自由能与均匀形核时的临界形核自由能相比逐渐交小ｆ８ｌ。

说明热变形后试验钢在不同的连续冷却条件下，形成了不同的相变组织。

４．３．２冷却速度对试验钢显微组织的影响冷速较低Ｏ．５＂Ｃ／ｓ—ｌ＂Ｃ／ｓ时（图４－３（ａ）和（ｂ）），显微组织由大部分先共析铁素体和一部分珠光体组成。

先共析铁素体呈多边形状，晶粒尺寸不均匀。

这是由于变形或过冷的不均匀，在变形量较大、过冷度较高的部位，铁素体转变就较迅速，晶粒细小，从而导致多边形铁素体晶粒尺寸相差悬殊，最大可达３０ｕｍ，最小为５ｕｍ左右。

珠光体位于先共析铁素体晶界处，没有明显的片层间距，为“退化”珠光体，即仍为铁素体与渗碳体两相组织，但片层状相问分布的形态发生了变化，片（ｃ）冷速３＂Ｃ／Ｓ（ｄ）冷速５＂Ｃ／ｓ山东大学硕士学位论文（ｉ）冷速２０。

Ｃ／ｓ０）冷速４０＂Ｃ／ｓ图４－３试验钢不同冷却速度下的显微组织５００Ｘ状渗碳体转变成为棒状或颗粒状【９１。

这是因为形成片层状的珠光体需要铁素体与渗碳体的协同生长，影响其协同生长的主要原因有相变温度。

当变形温度较低时，碳的扩散不易进行，因而铁素体与渗碳体的协同生长受到限制。

当冷速为３。

Ｃ／ｓ一１２．５。

Ｃ／ｓ时，（图４－３（ｅ）－（曲）显微组织主要由先共析铁素体、珠光体和少量的粒状贝氏体组成。

且随着冷速的提高，显微组织中珠光体比例逐渐增加。

该钢种的ＣＣＴ曲线图如下：时间／ｓ图４－．４Ｑ３４５Ｂ钢的动态ＣＣＴ曲线从图４—４可以看出，随着冷却速度的增大，Ｑ３４５Ｂ钢开始相变的温度逐渐降低。

但与试验钢的ＣＣＴ曲线对比可以发现，试验钢中由于加入了Ｔｉ、Ｎｂ等合金元素，使得奥氏体开始相变温度显著降低，大约降低了１００℃左右；同时，发生贝氏体转变的临界冷却速度增大【１０１。