钒氮微合金化硬线钢组织和性能的研究

【摘要】：我国线材市场对高性能线材产品的需求,使开发微合金化钢线材势在必行。本课题研究了钒氮微合金化对硬线钢组织和性能的影响。 实验室条件下,对70#高碳硬线钢进行不同程度的V、N微合金化,使用Gleeble热模拟试验机以模拟高碳线材控轧控冷生产工艺,进行室温拉伸力学试验和金相组织观察,并利用Sisc-Ias金相图像分析仪分析金相组织中的索氏体的面积百分数,使用S-4300扫描电镜测量了珠光体的片层间距,用JEM-2000FX透射电镜观察了V(C,N)的析出形貌,最终探讨了钒氮微合金化硬线钢的强韧化机制,研究了钒氮微合金化对硬线钢组织和性能的影响。 硬线钢钒氮微合金化后,钢材的奥氏体晶粒细化,索氏体化率提高,珠光体片间距减小,因此,试验材料的抗拉强度、硬度和韧性均得到了大幅度提高。例如:将其与普通硬线钢相比,含0.12%V,0.02%N钢的抗拉强度增长了90～140Mpa;断面收缩率的增长了13.2～56.8%;奥氏体晶粒度为9级,提高了3级。 热模拟试验结果表明,高温拉伸变形时,所有试样的变形量应该控制在65%以下,否则抗拉强度虽然提高,但是塑性下降严重。同时高钒含量的钢(0.21%V)高温热塑性较差。较高的氮含量有利于提高硬线钢钒氮微合金化的强韧化效果。 研究认为钒氮微合金化硬线钢主要通过细晶强化和沉淀析出强化,从而提高钢材的强韧件。