铌钛微合金化对δ-相变诱导塑性钢组织和拉伸性能的影响

发布时间：2021-02-05 01:15

　　在δ-相变诱导塑性（δ-TRIP）钢中添加铌与钛元素,研究了铌钛微合金化对该钢显微组织与拉伸性能的影响。结果表明:试验钢组织沿轧制方向呈带状分布,主要由δ铁素体条带与α铁素体/残余奥氏体条带组成,铌钛微合金化细化了试验钢中铁素体晶粒,使铁素体中形成了大量的小角度晶界,并降低了残余奥氏体含量;铌钛微合金化试验钢中形成了尺寸约5μm的矩形（Nb,Ti）（C,N）相和尺寸为50～200nm的椭圆形Ti（C,N）相;与未添加铌与钛的试验钢相比,铌钛微合金化试验钢的屈服强度和抗拉强度分别增加了65,37 MPa,而断后伸长率由33.3%降低至30.4%;在拉伸过程中,铌钛微合金化试验钢中的裂纹在铁素体与马氏体界面处和（Nb,Ti）（C,N）相处形核,断裂类型为由韧性断裂和解理断裂组成的复合断裂。 

【文章来源】：机械工程材料. 2020,44(07)北大核心

【文章页数】：6 页

【部分图文】：

不同试验钢的OM形貌、EBSD形貌及铁素体晶粒尺寸分布

将试验钢中大于15°的晶界定义为大角度晶界，小于15°的晶界定义为小角度晶界。由图2可知：铌钛微合金化后试验钢铁素体，尤其是δ铁素体中存在大量的小角度晶界，统计得到小角度晶界占比由未微合金化的24%提高到73%。铌与钛的添加使试验钢基体组织中形成大量析出相，钉扎晶界使铁素体的回复和再结晶不充分[9-10]，因此形成大量小角度晶界。研究发现，在含铌与钛的微合金钢的凝固或热轧过程中析出的碳化物尺寸通常较粗大，而在临界区退火与随后冷却过程中析出的碳化物尺寸则较细小[11-13]。因此，有必要对2#试验钢中析出相的析出行为进行分析。观察发现，2#试验钢中的析出相主要分为两类：第一类析出相呈矩形，数量较少但尺寸较大（约5μm),EDS分析结果表明该类析出相主要为（Nb,Ti)(C,N）相，如图3所示。这些含钛的大尺寸碳氮化物熔点较高，形成于凝固过程中，具有很好的热稳定性，在随后热处理过程中很难溶解；这类碳氮化物的存在会减弱铌与钛的析出强化作用，并恶化钢的塑性。另一类析出相呈椭圆形，数量较多，尺寸较小，介于50～200nm之间，该类析出相具有面心立方结构，结合EDS分析结果可知为Ti(C,N）相，如图4所示。这些析出相主要分布于铁素体基体上，除了起到析出强化外，还起到钉扎亚晶界或位错的作用。

研究发现，在含铌与钛的微合金钢的凝固或热轧过程中析出的碳化物尺寸通常较粗大，而在临界区退火与随后冷却过程中析出的碳化物尺寸则较细小[11-13]。因此，有必要对2#试验钢中析出相的析出行为进行分析。观察发现，2#试验钢中的析出相主要分为两类：第一类析出相呈矩形，数量较少但尺寸较大（约5μm),EDS分析结果表明该类析出相主要为（Nb,Ti)(C,N）相，如图3所示。这些含钛的大尺寸碳氮化物熔点较高，形成于凝固过程中，具有很好的热稳定性，在随后热处理过程中很难溶解；这类碳氮化物的存在会减弱铌与钛的析出强化作用，并恶化钢的塑性。另一类析出相呈椭圆形，数量较多，尺寸较小，介于50～200nm之间，该类析出相具有面心立方结构，结合EDS分析结果可知为Ti(C,N）相，如图4所示。这些析出相主要分布于铁素体基体上，除了起到析出强化外，还起到钉扎亚晶界或位错的作用。图4 2#试验钢中椭圆形析出相的TEM形貌，衍射花样与EDS谱

【参考文献】：
期刊论文
[1]不同变形量中锰轻质钢的拉伸变形行为[J]. 杨洪宇,于家英,何燕霖,李麟.  上海金属. 2020(01)
[2]Fe-Mn-Al-C系列低密度高强钢的研究现状[J]. 刘春泉,彭其春,薛正良,吴腾.  材料导报. 2019(15)



本文编号：3019231