耐候钢中Nb，Ti析出相的特征研究

发布时间：2017-08-06 03:23

  本文关键词：耐候钢中Nb，Ti析出相的特征研究

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【摘要】：微合金化技术与控轧控冷工艺相结合容易得到高强度高韧性耐候钢。这其中微合金元素Nb，Ti发挥了固溶强化、细晶强化以及析出强化等作用，因此，掌握当前合金元素成分及控轧控冷工艺下Nb、Ti析出相的析出行为非常重要。本文的主要工作是运用金相显微镜、扫描电镜、透射电镜以及X射线衍射分析等手段，对3种不同Nb，Ti含量（质量分数）实验耐候钢（0.021Nb，0.042Nb+0.115Ti，0.082Nb）中出现的Nb，Ti析出相进行了观察表征，揭示了实验钢中Nb、T析出相的成分、形貌、尺寸、分布、结构、种类等特征，，并对Nb、Ti含量不同所造成的析出行为差异进行了分析。 钢中的Nb，Ti析出相大部分为Nb，Ti复合析出相，主要为富Nb或者富Ti的碳化物和碳氮化物，少量为(Ti,Nb)N。其中大部分铌钛碳化物和碳氮化物尺寸小于100nm，少数尺寸较大，在100-450nm之间；(Ti,Nb)N尺寸皆很大，在1-3μm之间。晶界处析出的铌钛碳化物或者碳氮化物尺寸较大，一般在100-450nm之间，位错和基体析出的铌钛碳化物或者碳氮化物尺寸一般小于50nm。在铁素体、珠光体、粒状贝氏体中皆能观察到Nb，Ti析出相。 Nb，Ti原子浓度之比（cNb/cTi）1的析出粒子呈现方形或者接近方形，大部分尺寸在100-450nm之间；cNb/cTi1的析出粒子为球形或者接近球形，尺寸分布范围较广，但是均小于450nm。 选区电子衍射分析结果表明Nb，Ti析出相为为面心立方结构，X射线衍射分析结果表明，钢中的主要析出相有NbC0.83，TiC，NbN，NbN0.85，并存在少量TiN。 在Nb含量最低的钢（0.021Nb）中，析出粒子的平均尺寸最小，析出密度较大，单位体积的体积分数最大，其析出强化增量最大，为77.08MPa；在含Ti实验钢（0.042Nb-0.115Ti）中，析出粒子平均尺寸最大，析出密度最大。
【关键词】：铌 钛 析出相 电镜 X射线衍射分析
【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】：2015
【分类号】：TG142.1
【目录】：

• 摘要3-4
• Abstract4-7
• 引言7-8
• 1 文献综述8-21
• 1.1 耐候钢的国内外发展现状8
• 1.2 微合金化技术机理及控轧控冷技术8-12
• 1.2.1 微合金化技术机理及应用8-9
• 1.2.2 控轧控冷技术9-12
• 1.3 微合金化元素的作用12-15
• 1.3.1 Nb 的作用12-14
• 1.3.2 Ti 的作用14-15
• 1.4 有关析出相的文献总结15-18
• 1.5 研究析出相的方法总结18-19
• 1.6 课题的研究内容及研究意义19-21
• 2 实验材料及方法21-25
• 2.1 实验材料21-22
• 2.2 研究方案22
• 2.3 实验方法及主要设备仪器22-25
• 2.3.1 金相组织观察22
• 2.3.2 硬度检测22-23
• 2.3.3 扫描电镜观察23
• 2.3.4 透射电镜观察23-24
• 2.3.5 固溶检测及物相分析24-25
• 3 实验钢的组织分析25-30
• 3.1 实验钢的基本组织分析25-26
• 3.2 Nb，Ti 含量对实验钢组织及硬度的影响26-29
• 3.3 小结29-30
• 4 实验钢中 Nb-Ti 析出相的特征30-58
• 4.1 热力学计算30-35
• 4.1.1 热力学基础理论30-32
• 4.1.2 热力学计算依据32-35
• 4.2 成分、形貌35-45
• 4.2.1 Nb，Ti 析出相35-40
• 4.2.2 MnS，富 Cu 相，AlN40-45
• 4.3 析出位置45-46
• 4.4 Nb,Ti 原子浓度之比对形状和尺寸的影响46-47
• 4.5 Nb，Ti 析出相的物相分析47-52
• 4.5.1 电子衍射花样的标定47-49
• 4.5.2 X射线衍射分析结果49-52
• 4.6 Nb，Ti 含量对 Nb，Ti 析出相析出行为的影响52-56
• 4.7 小结56-58
• 结论58-59
• 参考文献59-64
• 在学研究成果64-65
• 致谢65

【参考文献】

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本文编号：628195