微合金鋼第二相析出行為對鑄坯表層組織影響及控制.pdf

1、微合金鋼是鋼鐵工業(yè)中的重要產(chǎn)品之一，但其裂紋敏感性較強，在連鑄過程中容易形成表面缺陷，尤其是表面橫裂紋問題。研究發(fā)現(xiàn)，微裂紋的產(chǎn)生與鑄坯的表層組織狀態(tài)相關(guān)。當(dāng)鑄坯表層組織奧氏體晶粒粗大、沿奧氏體晶界有大量膜狀鐵素體以及第二相析出時，則會在彎曲或矯直時沿奧氏體晶界產(chǎn)生表面橫裂紋。但同時，第二相的析出也可以從釘扎晶界細(xì)化奧氏體、促進(jìn)鐵素體形核從而消除膜狀鐵素體等方面對表層組織產(chǎn)生影響，所以研究第二相與表層組織之間的關(guān)系，對從控制鑄坯組織的角

2、度來解決微合金鋼表面橫裂紋問題具有重大意義。
　　本文以多個微合金元素含量不同的鋼種為研究對象，分析雙相變過程中冷卻速度、回?zé)釛l件對第二相析出-回溶行為的影響，以及第二相析出行為對原始奧氏體長大過程、先共析鐵素體分布以及回?zé)徇^程奧氏體細(xì)化的影響，以期通過控制第二相的析出行為，獲得均勻細(xì)小的奧氏體晶粒，為雙相變工藝參數(shù)的選擇提供理論和實驗依據(jù)。本文的研究結(jié)果可簡要概括如下：
　?、偻ㄟ^微合金鋼第二相析出的熱力學(xué)動力學(xué)分析可知：

3、第二相的析出順序為TiCN、NbCN、VCN；連鑄過程中第二相形核的位置主要在奧氏體晶界，其次在晶內(nèi)均勻形核。
　　②通過高溫激光共聚焦顯微鏡模擬微合金鋼凝固冷卻過程，以及第二相析出的熱力學(xué)動力學(xué)溫度分析，發(fā)現(xiàn)樣品表面的細(xì)小浮凸與第二相的析出有關(guān)；并提出了通過原位觀察表面細(xì)小浮凸的產(chǎn)生，間接觀察表征連續(xù)冷卻過程中第二相析出行為的方法。
　?、郛?dāng)Ti元素的理論析出量達(dá)到0.008％時，能起到有效釘扎晶界的作用，抑制原始奧氏體長

4、大；理論析出量超過0.008%，多析出的TiN對釘扎作用的加強效果有限，原始奧氏體晶粒尺寸不能得到進(jìn)一步細(xì)化。
　　④NbCN具有促進(jìn)先共析鐵素體形核的作用；以冷卻速度為5.0℃?s-1進(jìn)行冷卻，可以獲得在奧氏體晶內(nèi)彌散分布的第二相與先共析鐵素體，該微觀組織結(jié)構(gòu)有利于后續(xù)回?zé)徇^程奧氏體晶粒的細(xì)化。
　?、軻CN會延長鐵素體向奧氏體轉(zhuǎn)變的孕育時間，抑制回?zé)徇^程中奧氏體的形核；回?zé)釡囟葹?000℃、回?zé)崴俣葹?.0℃?s-1，可