微釩合金化對(duì)82B鋼組織與性能的影響.pdf

1、高碳鋼鋼絞線主要應(yīng)用在超大型建筑上，如斜拉橋、吊橋、體育場(chǎng)館等。隨著建筑行業(yè)的發(fā)展，對(duì)高強(qiáng)度鋼絞線的需求越來越大，作為制造預(yù)應(yīng)力鋼絞線的原材料，更高強(qiáng)度高碳鋼盤條的開發(fā)越來越受到研究人員的重視，對(duì)高碳鋼盤條微合金化強(qiáng)化研究成為當(dāng)前產(chǎn)品開發(fā)的熱點(diǎn)。本文以82B高碳鋼盤條為研究對(duì)象，通過微合金化來改善材料的綜合力學(xué)性能，重點(diǎn)研究微合金元素釩對(duì)82B鋼盤條的強(qiáng)韌化機(jī)理及釩元素對(duì)82B鋼連續(xù)冷卻組織轉(zhuǎn)變的影響機(jī)理，以釩含量分別為0.02％、0.

2、03%、0.05%的三種82B鋼盤條為研究對(duì)象，進(jìn)行了以下三方面研究：
　　對(duì)釩含量不同的82B鋼盤條進(jìn)行了力學(xué)拉伸實(shí)驗(yàn)，系列實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，釩對(duì)82B鋼盤條強(qiáng)度的影響呈以下規(guī)律：釩含量在0~0.02%范圍內(nèi)，每增加0.01%的釩，盤條平均抗拉強(qiáng)度增加16MPa；在0.02~0.03%范圍內(nèi)，盤條的抗拉強(qiáng)度隨釩含量的增加略微增強(qiáng)，但效果不明顯；在0.03~0.05%范圍內(nèi)，每增加0.01%的釩，盤條平均抗拉強(qiáng)度增加13MPa。整體來

3、看，隨著釩含量的不斷增加，盤條抗拉強(qiáng)度不斷增強(qiáng)。對(duì)直徑10毫米釩含量不同82B鋼盤條進(jìn)行了面縮情況的分析，分析發(fā)現(xiàn)，釩含量在0.02~0.03%范圍內(nèi)，隨著釩含量的增加，盤條面縮率逐漸增加；釩含量在0.03~0.05%范圍內(nèi)，隨著釩含量的增加，盤條面縮率持續(xù)下降，這說明釩含量在一定范圍內(nèi)可以提高82B鋼盤條的塑性，但超過此臨界值塑性會(huì)急劇下降。
　　對(duì)釩含量不同的82B鋼盤條進(jìn)行了析出相形貌、尺寸、成分分析與微觀組織結(jié)構(gòu)分析，通過

4、透射電鏡和掃描電鏡分析發(fā)現(xiàn)在82B鋼盤條鐵素體內(nèi)有大量細(xì)小顆粒狀析出相分布，析出相尺寸很小，大多數(shù)顆粒在幾十納米之間，分布很不均勻，衍射斑點(diǎn)標(biāo)定結(jié)果顯示析出相為碳化釩顆粒，隨著釩含量的增加，析出相在鐵素體片層中的數(shù)量也不斷增加。通過電鏡還觀察了三種釩含量不同82B鋼盤條的微觀組織結(jié)構(gòu)，通過統(tǒng)計(jì)、計(jì)算、分析發(fā)現(xiàn)，三種釩含量不同82B鋼盤條的微觀組織都以索氏體為主，含量高達(dá)85%以上，經(jīng)測(cè)量分析索氏體片層間距的變化有以下規(guī)律，當(dāng)釩含量為0.

5、03%時(shí)索氏體片層間距最小，當(dāng)釩含量由0.02%增加到0.03%時(shí)，片層間距得到一定細(xì)化，當(dāng)釩含量由0.03%增加到0.05%時(shí)，片層間距沒有繼續(xù)減小，反而增大。出現(xiàn)這種現(xiàn)象的原因是由于在釩含量較低時(shí)，析出相對(duì)碳原子遷移速率的影響占主導(dǎo)地位，碳原子遷移速度降低導(dǎo)致相變轉(zhuǎn)變溫度降低，索氏體片層減??；在釩含量較高時(shí)，析出相對(duì)鐵素體相變的促進(jìn)作用占主導(dǎo)地位，大量析出相的產(chǎn)生導(dǎo)致大量貧碳區(qū)出現(xiàn)，促進(jìn)鐵素體形核，鐵素體逐漸把析出相包圍在內(nèi)部（這也

6、是析出相分布在鐵素體片層中的原因），索氏體片層增厚。
　　對(duì)釩含量不同的82B鋼盤條進(jìn)行了熱模擬實(shí)驗(yàn)，熱模擬在Gleeble-1500試驗(yàn)機(jī)上完成，通過對(duì)三種釩含量不同82B鋼在不同冷速下熱模擬試驗(yàn)結(jié)果的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)、整理，繪制了CCT曲線，分析發(fā)現(xiàn)隨著釩含量的增加，CCT曲線下移。這是由于釩元素的添加，可以延長珠光體轉(zhuǎn)變的孕育期，導(dǎo)致珠光體轉(zhuǎn)變開始溫度降低，所以CCT曲線下移。另外，隨著釩含量的增加，CCT曲線略微左移。這是由于釩含