碳化釩在Fe-C-V微合金鋼中的析出行為研究.pdf

1、本文是在10＃鋼的基礎(chǔ)上，通過添加釩鐵和碳來改變鋼的釩、碳含量。實(shí)驗(yàn)總共熔煉出含釩為0.1％，碳含量為0.1%、0.15%和0.2%；以及碳含量為0.1%、釩含量為0.2%和0.3%共計(jì)五種試驗(yàn)用鋼。
　　通過高溫?zé)崽幚韺?shí)驗(yàn)、熱模擬實(shí)驗(yàn)和回火實(shí)驗(yàn)；采用拉伸試驗(yàn)、沖擊韌性試驗(yàn)，結(jié)合金相顯微鏡（OM）、透射電子顯微鏡（TEM）等分析手段；從力學(xué)性能、顯微組織、回火后組織轉(zhuǎn)變情況等方面系統(tǒng)研究了五種試驗(yàn)鋼。期望，通過完成本課題，分析C、

2、V元素對于微合金鋼顯微組織及性能的影響，進(jìn)而探討如何通過成分及工藝控制微合金鋼第二相VC的析出。
　　本論文的主要結(jié)論為：（1）釩含量的增加可以使試驗(yàn)鋼的強(qiáng)度得到增加，但對其韌性影響不大。（2）試驗(yàn)鋼在1100℃保溫30min隨爐冷卻到700℃再保溫30min后空冷，鐵素體晶粒明顯粗化，尺寸達(dá)到50μm左右，因此在奧氏體區(qū)間釩完全固溶于奧氏體中，沒有明顯阻止奧氏體晶粒長大的作用。（3）以0.1%C—0.3%V試驗(yàn)鋼為研究對象，在G

3、leeble1500熱模擬試驗(yàn)機(jī)上進(jìn)行奧氏體未變形、單道次壓縮變形量為20％的連續(xù)冷卻轉(zhuǎn)變實(shí)驗(yàn)，分別觀察860℃未變形和變形條件下的金相組織。結(jié)果表明，冷卻速度的提高，鐵素體、珠光體組織含量減少并且晶粒尺寸變小，貝氏體的含量隨著冷卻速度的提高而增多；熱變形促進(jìn)了相變，使組織明顯細(xì)化；變形使貝氏體組織的臨界冷卻速度增加，抑制了貝氏體組織的形成。（4）以0.1%C—0.3%V試驗(yàn)鋼為研究對象，利用Gleeble1500熱模擬試驗(yàn)機(jī)，通過壓縮

4、變形實(shí)驗(yàn)研究了變形溫度和變形道次對試驗(yàn)鋼金相顯微組織及第二相的影響。結(jié)果表明，高溫多道次變形，發(fā)生再結(jié)晶且再結(jié)晶晶粒已經(jīng)長大，透射電鏡下有很少的第二相質(zhì)點(diǎn)析出。在低溫下單道次變形使晶粒有一定細(xì)化，在透射電鏡下沒有第二相析出，變形使位錯(cuò)密度增加。（5）以0.1%C—0.3%V試驗(yàn)鋼為研究對象，將原始試樣、經(jīng)850、1100℃保溫30min隨爐冷卻到700℃再保溫30min后空冷的試樣和700℃單道次壓縮的試樣600℃回火，透射電鏡下發(fā)現(xiàn)經(jīng)

5、過回火的試樣都有第二相VC析出，這些VC與基體存在四種位向關(guān)系，但位向關(guān)系不完全滿足相間沉淀中的B-N關(guān)系。（6）理論計(jì)算下，0.1%C—0.3%V試驗(yàn)鋼的全固溶溫度約為1100℃，在738～1100℃，碳完全固溶于奧氏體中，第二相VC不能按相間沉淀的方式析出。VC在位錯(cuò)線上形核是其主要的形核方式，在位錯(cuò)線上形核，使其臨界形核能大大降低。但對PPT曲線的影響不大。應(yīng)變儲(chǔ)能可以有效促進(jìn)VC的析出。VC在鐵素體中析出的PPT曲線為單調(diào)曲線，