秦皇島低合金會(huì)議報(bào)告

1、鋼鐵研究總院 CISRI,V-N微合金化厚壁H型鋼的組織、性能及析出物研究,鋼鐵研究總院馬鋼股份有限公司2008.07. 17,目錄,研究背景試驗(yàn)材料和方法試驗(yàn)結(jié)果分析和討論結(jié)論,研究背景,H型鋼是翼緣內(nèi)外表面相互平行，截面為H形的經(jīng)濟(jì)性斷面型材，屬于鋼結(jié)構(gòu)工程中最常用的長型材之一。隨著建筑物的高層化和大跨度化，對(duì)大規(guī)格厚壁H型鋼的需求越來越迫切。,研究背景,H型鋼腹板和翼緣結(jié)合部位（以下稱R處）的金屬屬于變形的死區(qū)，在截

2、面各位置中軋制溫度最高。由于R處變形小和冷卻速率慢，最終各部位鐵素體晶粒尺寸的不同，導(dǎo)致H型鋼斷面各部位性能產(chǎn)生差異。,研究背景,V-N微合金化技術(shù)作為目前較為成熟的鋼材升級(jí)換代技術(shù)，已經(jīng)廣泛應(yīng)用于各種長型材及板材產(chǎn)品中。應(yīng)用第三代TMCP工藝，結(jié)合V-N微合金化技術(shù)生產(chǎn)的厚壁H型鋼在各個(gè)部位都具有細(xì)小的鐵素體和珠光體組織較大程度消除或減輕厚壁H型鋼截面不同部位的性能差異研究了以下方面問題：V-N微合金化H型鋼不同部位的組織

3、和性能對(duì)各部位的析出物狀況進(jìn)行分析討論了V-N微合金化減輕厚壁H型鋼截面效應(yīng)的原因,,研究背景試驗(yàn)材料和方法試驗(yàn)結(jié)果分析和討論結(jié)論,實(shí)驗(yàn)材料,采用V-N微合金化技術(shù)生產(chǎn)高強(qiáng)度厚壁H型鋼，截面規(guī)格為338.0 mm×325.0 mm×30.5 mm×30.5mm（腹板高度×翼緣寬度×腹板厚度×翼緣厚度）H型鋼的實(shí)際生產(chǎn)工藝為1250℃左右加熱，采用初軋、中軋和精軋等過

4、程進(jìn)行軋制，終軋溫度約為900℃左右，軋后上冷床空冷,取樣位置,F14、F12代表翼緣1/4處、1/2處，WM代表腹板中部，R代表翼緣與腹板的結(jié)合部位。F14處在四個(gè)典型位置中軋制總變形量最大，冷卻速率最快，對(duì)形成細(xì)小的鐵素體組織有利；而R處則相反，幾乎處于變形的死角位置，無法產(chǎn)生較大變形量，且冷卻速率最慢，容易形成較為粗大的鐵素體組織。取F14處和R處位置進(jìn)行V的析出物分析。,,研究背景試驗(yàn)材料和方法試驗(yàn)結(jié)果分析和討論結(jié)論,

5、力學(xué)性能,力學(xué)性能差距不大，顯示了在強(qiáng)度方面顯示了在強(qiáng)度方面V-N微合金化H型鋼良好的截面均勻性。0℃沖擊功各處的數(shù)值也沒有顯示較大差異，基本處在同一水平。,顯微組織分析,翼緣1/4處和翼緣1/2處及腹板中部的鐵素體晶粒尺寸均為9～10μm，較細(xì)小；而R處的鐵素體晶粒尺寸則達(dá)到13.8μm，相對(duì)其它部位略大一些。而總體上，由于采用V-N微合金化方式，H型鋼的顯微組織比C-Mn鋼和V微合金化鋼細(xì)小一些。,F14,F12,R,WM,結(jié)果討

6、論,H型鋼的屈服強(qiáng)度Rys由下式構(gòu)成：據(jù)公式計(jì)算可知，R處晶粒細(xì)化帶來的強(qiáng)度增量比其它處小30～35MPa左右。而實(shí)際強(qiáng)度差異僅在15MPa左右，說明R處的析出強(qiáng)化效果更為明顯，彌補(bǔ)R處因晶粒差異帶來的強(qiáng)度損失，減小了性能的截面尺寸效應(yīng)。,,析出物分析,R處V的析出強(qiáng)化效果更為明顯R處V的析出比率比F14處略高R處的36nm以下粒子出現(xiàn)的概率明顯高于F14處的R處的析出效果更顯著,析出物觀察,,,析出物觀察,SEM觀察表

7、明，和R處的析出物相比，F(xiàn)14處的析出物尺寸相對(duì)較大。,F14,R,析出強(qiáng)化分析,根據(jù)第二相OROWAN強(qiáng)化機(jī)制：R處的較大顆粒的析出物較少，可推斷，更多的V在奧氏體中保持固溶，在鐵素體中彌散析出，產(chǎn)生比F14處更為強(qiáng)烈的析出強(qiáng)化效果，從而說明R處的析出強(qiáng)化效果更顯著，這和前面萃取析出相的粒度分析結(jié)果相吻合。,,析出強(qiáng)化分析,F14處在奧氏體中的大顆粒析出較多，究其原因可從高溫變形條件方面加以考慮。奧氏體變形時(shí)，達(dá)到一定的變形量可

8、有效促進(jìn)V(CN)的析出，變形量越大，對(duì)析出動(dòng)力學(xué)的影響越大。相反：,R處變形較小,V元素可相對(duì)有效地保留在奧氏體中,軋后空冷過程彌散析出作用更強(qiáng),彌補(bǔ)了R處和其它位置的強(qiáng)度差異,結(jié)論,厚壁H型鋼在截面不同位置存在一定的性能差異，V-N微合金化方式可有效減輕厚壁H型鋼截面的性能差異。V-N微合金化的上述作用和V(C，N)粒子在不同位置的不同析出行為相關(guān)聯(lián)。R處的變形量不大，更多的V在熱軋過程中保留在基體中，在相變時(shí)產(chǎn)生析出強(qiáng)化作用，