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含铌微合金钢强韧化机理的研究

刘颖  
【摘要】: 近年来,国内外都致力于开发新型的高强度微合金钢,由于Nb是既可以提高强度又可以提高韧性的微合金化元素,以及它的价格优势,使得很多应用领域把铌作为微合金化设计时的首选。钢的强韧化是将钢的强度和韧性等力学性能综合优化的一种技术,在预定的条件下,通过若干途径,使其组织形态、微观组织等产生有利变化,以达到提高强度和韧性等力学性能的目的。故研究找出微观组织结构与强韧性的内在关系,以及钢的强化理论基础,从而相应的获得其普遍规律与数学模型,是微合金钢研究的一个重要领域。 本文主要是以20MnSiNb作为研究对象,基于强度与微观组织的关系和其他实验研究者的经验公式,通过对铌的强韧化能力中细晶强化、沉淀强化和固溶强化三种主要强化方式的分量的模型计算,最终确定最接近本研究条件的强度计算公式,并对这三种强化方式对总的强化效果的贡献的比例予以计算对比。 研究表明,钢的强度和韧性都取决于钢的微观结构形态。20MnSiNb钢的强韧化机制主要是晶粒细化,仅有晶粒细化既提高强度,又能改善韧性,所以它是钢中最重要的强化方式。细晶强化所占屈服强度的比例大约为50%左右;而沉淀强化所占屈服强度的比例大约为7%~9%,固溶强化为22%~25%。


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