钒氮微合金化对高强度耐候钢组织与性能的影响

发布时间：2020-08-04 19:02

【摘要】： 本文绪论概述了耐候钢的发展历史及其在国内外的发展应用与趋势,并介绍了钒氮微合金化技术和研究进展,对钒氮微合金化钢的主要强韧化机理进行了探讨。并以高强耐候310乙字钢作为研究对象,分析生产中存在的问题。 本课题通过采用金相显微镜、扫描电镜等观测手段,对高强耐候310乙字钢的非金属夹杂物、先共析铁素体+珠光体组织、带状组织、冲击断口形貌进行了研究。在牌号为YQ450NQR1的高强耐候310乙字钢的基础上,对比不同钒氮含量下钢的组织与性能的差异,着重研究钒氮微合金化对高强耐候310乙字钢组织与性能的影响,分析影响工业生产的310乙字钢低温冲击功的因素。 研究结果表明: 1)钒氮微合金化钢具有较高的屈服强度和抗拉强度,同时具有较好的塑性和韧性。屈服强度和抗拉强度随着钒、氮含量的增加而增大,对于钒含量为0.10%的钢,每增加10ppm的氮,屈服强度和抗拉强度约提高12MPa和7MPa。塑性和韧性在0.10%V-0.01%N的配比时,性能最为优秀。 2)高强耐候310乙字钢锻后和轧制后的组织为先共析铁素体+珠光体,铁素体的含量在70%以上,其形态、分布和晶粒度的改变,对于钢的性能有重要影响。增加铁素体的比例和细化晶粒能够改善低温冲击韧性。 3)钒氮微合金化能够有效的提高钢的综合性能,同时也要注意钒氮含量的匹配,氮含量过高时,部分氮游离在钢中,对钢的塑性和韧性产生不利的影响。310乙字钢进行钒氮微合金化时,强韧性匹配最佳的成分是0.10%V-0.01%N,能够充分发挥钒细化晶粒、沉淀析出的作用,合理的增氮能够进一步强化钒的作用。 4)由于温度场在310乙字钢断面不均匀的分布,使得腰部组织中先共析铁素体与薄腿和厚腿差异较大,导致其低温冲击功显著低于其它两部分。
【学位授予单位】：内蒙古科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2009
【分类号】：TG142.13
【图文】：

钒和高氮对γ/α转变过程中细化多边形铁素体晶粒尺寸的影响

期研究已证实了这一点，含 V 钢中添加少量的 N 能显著提高沉淀强化作用。含钒0.12%的钢中，氮化钒在再结晶奥氏体内的沉淀一温度一时间关系如图 1.2 所示。图1.2 氮化钒在再结晶奥氏体内的沉淀一温度一时间关系如图 1.2 氮化钒沉淀动力学相关的著名的“C 曲线”显示，钒的沉淀水平在0.001%，0.005%，0.01%，0.02%。由图 1.2 可见，氮化钒在再结晶奥氏体内的沉淀过程非常迟钝。在 850℃下保持 1h 后，低于 10%的钒均衡量本来可以在这个温度下沉淀，结果在钒氮化物内沉淀。氮化钒在奥氏体内沉淀析出的最有利的温度范围为 850～875℃

图1.4 氮含量对含钒钢屈服强度（a）和沉淀强化效果（b）的影响钒氮微合金化与钒铁微合金化处理后的钢相比在相同强度水平下钒的添加量可减少20%～40%（图 1.5）[22]，即低钒含量下获得了高强度，节约了钒用量，钒氮钢筋不仅成本低，而且性能稳定，强度波动小，冷弯、焊接性能优良。试验结果表明，钒氮钢筋屈服强度波动范围在 425～490MPa 之间，达到 1 级抗震指标要求。VN 微合金化钢和FeV 微合金化钢钒元素与屈服强度的关系见图 1.6[23]。图1.5 钢中增氮带来的钒的节约

【引证文献】

相关硕士学位论文 前1条

1 彭亚敏;钢中VC/α-Fe和VN/α-Fe界面特性的理论预测[D];燕山大学;2012年

本文编号：2780962