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含Nb、Ti细晶双相钢的热轧工艺研究

陈连生  
【摘要】: 本文针对所设计的两种低Si-Mn含Nb、Ti钢种(以下简称高铌钢和低铌钢),采用两段式和三段式冷却方式进行双相钢实验室热轧实验,通过合理的工艺参数控制,得到细小的铁素体基体上均匀分布马氏体组织,屈强比较低,强度级别为550MPa级,晶粒平均尺寸达到5.5μm的热轧细晶双相钢,分析讨论了工艺参数对双相钢组织性能的影响,以及Nb、Ti碳氮化合物的析出行为,为现场工业试制提供了理论基础。 主要研究工作及成果如下: 1.为实现低成本双相钢的热轧,采取低碳含Si-Mn低Nb、Ti的路线,设计了一种适于双相钢热轧生产的钢种,其中Nb含量为0.02%,Ti含量为0.013%,即可得到强度达到550MPa级,组织合格,性能较好的热轧双相钢。 2.利用Gleeble1500热模拟试验机,进行了低铌钢奥氏体未变形的连续冷却转变实验和单道次热模拟实验,绘制了静态连续冷却转变曲线(CCT曲线),分析了变形温度、变形速率对动态再结晶的影响,建立了实验钢的金属塑性变形抗力的数学模型,为双相钢热轧及控冷工艺的制定提供理论依据。 3.在使用恒速冷却模式下得到的CCT曲线对非恒速冷却过程中的相变开始温度、结束温度进行判定时,需要对判定结果进行修正。本文提出了一种新的相变温度判定方法,可以对空冷条件下的非恒速冷却过程中的相变开始温度、相变结束温度以及相变持续时间进行清晰、明确地判定,具有简便、实用、可靠的特点。 4.分别采用两段式(空冷+水冷)和三段式(水冷+空冷+水冷)的冷却方式,对两种钢进行了实验室轧制实验,对获得的典型试样的精细组织进行了观察分析,确定了终轧温度、开冷温度及卷取温度对组织性能的影响。 5.用迭代法对低铌钢二相粒子的析出温度进行了理论计算,分析结果显示,TiN的固溶析出温度最高,其次为NbC,NbN。TiC的平衡析出客观上是很难实现。 6.对双相钢中(Nb,Ti)(C,N)进行了回溶研究,发现Ti在很高的温度下就可以进入到复合相(NbxTi1-x)(CyN1-y)中,含Nb、Ti的复杂化合物凝固核心是含Ti的(Ti,Nb)(C,N)相。 通过对各工艺参数对组织性能影响的分析,得到了低Si低Mn含Nb、Ti热轧双相钢的较好的工艺参数。两段式冷却:终轧830-850℃,开冷温度700-730℃,卷取温度250℃以下;三段式冷却:终轧850℃,开冷温度660~680℃,卷取温度200~250℃,其中卷取温度的控制尤为重要。


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