合金元素釩在低碳鋼中的強化機理研究.pdf

1、高強韌化是鋼鐵材料的重要發(fā)展方向。鋼中加入微合金元素V、Nb、Ti，形成的彌散分布的碳氮化物，可以有效的阻止奧氏體晶粒的粗化，以及細化鐵素體晶粒，從而顯著提高合金鋼的綜合力學性能。釩因在高溫下具有很大的溶解度而成為合金元素中常用的強化元素之一。
　　本課題所用試驗鋼，是含釩量分別為0.1％、0.2%、0.3%低碳鋼（10＃鋼的基礎上以FeV的形式加入V元素）。分別對試驗鋼進行熱處理、單次熱模擬壓縮實驗、多次熱模擬壓縮變形實驗、常溫

2、拉伸實驗、硬度測試等試驗方法，并通過光學顯微鏡（OM）、掃描電鏡（SEM）、透射電子顯微鏡（TEM）等實驗分析手段研究不同狀態(tài)下合金的顯微組織與熱處理工藝、變形工藝的關系。
　　實驗主要研究VC在平衡狀態(tài)及應變誘導工藝下，在試驗鋼中的析出情況及對組織和性能的影響。沉淀析出的VC和鐵素體之間應滿足B-N取向關系，與奧氏體滿足平行位向關系（Cube-on-Cube）。V原子的全固容溫度為1103℃，當奧氏體化均熱溫度加熱到1100℃及

3、以上時，奧氏體晶粒明顯的長大，直徑在50μm尺度。而且試驗鋼的性能并沒有隨著V含量的增加而提高?？梢奦元素的加入，在高溫情況下，并不能有效的阻止奧氏體晶粒的長大。因此對材料的性能和組織影響很小。在鐵素體區(qū)間進行的應力松弛實驗結果表明，VC在鐵素體中析出最快的溫度應該在650℃，孕育期為5s。而在奧氏體區(qū)間進行的應變誘導實驗，即分別在950℃、850℃、750℃分別進行三次壓縮變形實驗，試驗結果顯示，VC在奧氏體中的析出溫度應該在850℃

4、左右。同時可以發(fā)現，合金在壓縮變形過程中發(fā)生了動態(tài)再結晶，而V元素的加入有效的抑制了奧氏體化后的冷卻過程中先析鐵素體晶粒的長大。晶粒直徑降到14μm。在奧氏體溫度850℃變形一次后，分別以20℃/s、10℃/s、5℃/s、2℃/s的冷卻速度冷卻到室溫時，發(fā)現晶粒由21μm增大到32μm。
　　在平衡狀態(tài)下，試樣鋼中并未發(fā)現明顯的VC第二相的析出。而在應變工藝下的試驗鋼中，在位錯線附近能明顯的發(fā)現第二相VC的析出。VC的析出量受變形