Nb、Ti鋼寬厚板控制軋制中的再結(jié)晶和析出規(guī)律.pdf

1、隨著寬厚鋼板質(zhì)量和綜合性能方面要求的日益提高，需要對傳統(tǒng)的控制軋制與控制冷卻技術(shù)進(jìn)行改造?；诖?，本文運(yùn)用熱模擬技術(shù)并結(jié)合金相分析、SEM、TEM及熱電勢率方法等，重點(diǎn)研究了Nb、Ti微合金化鋼寬厚板在控制軋制過程中的動(dòng)態(tài)再結(jié)晶、靜態(tài)再結(jié)晶以及微合金碳氮化物的應(yīng)變誘導(dǎo)析出等物理冶金學(xué)過程，在此基礎(chǔ)上通過實(shí)驗(yàn)室軋制實(shí)驗(yàn)和工業(yè)實(shí)驗(yàn)開發(fā)了5000mm寬厚板的控制軋制工藝。論文的主要?jiǎng)?chuàng)新性工作如下： (1)Nb、Ti含量對奧氏體動(dòng)態(tài)再結(jié)

2、晶行為影響的定量化模型以Nb、Ti和Nb-Ti微合金鋼為研究對象，采用單道次壓縮實(shí)驗(yàn)輔以顯微組織觀察，研究了奧氏體的動(dòng)態(tài)再結(jié)晶行為?；诓豢赡鏌崃W(xué)理論，對流變應(yīng)力曲線進(jìn)行了分析，從而精確地確定了動(dòng)態(tài)再結(jié)晶的特征應(yīng)變和特征應(yīng)力。以Nb含量為模型參數(shù)，建立了新型Nb微合金鋼的動(dòng)態(tài)再結(jié)晶模型、晶粒尺寸模型及流變應(yīng)力模型。以等效固溶Nb含量為模型參數(shù)，建立了新型Nb-Ti鋼的動(dòng)態(tài)再結(jié)晶模型。與常規(guī)模型相比，本文所建立的動(dòng)態(tài)再結(jié)晶模型更全面地考

3、慮了Nb和Ti含量對模型系數(shù)的影響，因而精度更高，與實(shí)驗(yàn)結(jié)果亦符合甚好。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，Nb含量的變化和Nb、Ti復(fù)合添加均對動(dòng)態(tài)再結(jié)晶的形核機(jī)制產(chǎn)生影響。隨著Nb含量的增加，動(dòng)態(tài)再結(jié)晶形核機(jī)制由應(yīng)變誘導(dǎo)晶界遷移向應(yīng)變誘導(dǎo)晶界遷移和亞晶聚合、長大的混合機(jī)制轉(zhuǎn)變。 (2)Nb、Ti含量對奧氏體靜態(tài)再結(jié)晶行為影響的定量化模型通過雙道次壓縮實(shí)驗(yàn)研究了Nb、Ti及Nb-Ti微合金鋼的靜態(tài)再結(jié)晶行為。采用2％補(bǔ)償方法求出了不同熱變形條件下的

4、軟化率，建立了應(yīng)用于寬厚板生產(chǎn)中的靜態(tài)再結(jié)晶動(dòng)力學(xué)模型。針對Nb、Ti微合金鋼靜態(tài)再結(jié)晶動(dòng)力學(xué)各階段的不同特點(diǎn)，分別進(jìn)行了模擬。變形溫度高于靜態(tài)再結(jié)晶臨界溫度(SRCT)時(shí)，以Nb含量為模型參數(shù)，建立了新型Nb微合金鋼的靜態(tài)再結(jié)晶動(dòng)力學(xué)模型；以等效固溶Nb含量為模型參數(shù)，建立了新型Ti和Nb-Ti微合金鋼的靜態(tài)再結(jié)晶動(dòng)力學(xué)模型。變形溫度低于SRCT時(shí)，引入碳氮化鈮的過飽和度之比為輸入變量，建立了Nb微合金鋼的靜態(tài)再結(jié)晶動(dòng)力學(xué)模型。模型計(jì)

5、算結(jié)果與實(shí)驗(yàn)所測值吻合較好。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，隨著變形溫度的降低及Nb和Ti含量的增加，Avarmi指數(shù)逐漸減小。 (3)采用熱電勢率(TEP)方法研究Nb、Ti碳氮化物等溫析出動(dòng)力學(xué)基于熱電學(xué)原理，開發(fā)了測量熱電勢率的設(shè)備，用來測定鋼中沉淀析出相的析出開始和結(jié)束時(shí)間。采用TEM系統(tǒng)地研究了Nb-Ti微合金鋼中的應(yīng)變誘導(dǎo)析出行為，與TEP方法測定的結(jié)果符合良好，證明了TEP法測定Nb、Ti碳氮化物等溫析出動(dòng)力學(xué)的可靠性。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，間

6、隙和置換合金元素的固溶均使得純鐵的擴(kuò)散熱電勢率減小。置換合金元素使得純鐵的擴(kuò)散熱電勢率減小的原因在于固溶原子和鐵原子尺寸及電負(fù)性的差異。Nb和Ti原子的有效d軌道的數(shù)量比Fe的少，因而e(E<,0>-E<,F>)值會(huì)顯著減小，導(dǎo)致純鐵的絕對擴(kuò)散熱電勢率降低。 (4)5000mm寬厚板的控制軋制工藝根據(jù)熱模擬實(shí)驗(yàn)和熱軋實(shí)驗(yàn)的結(jié)果，確定了5000mm寬厚板的控制軋制工藝參數(shù)，并在某廠5000mm寬厚板軋機(jī)上進(jìn)行了工業(yè)實(shí)驗(yàn)。結(jié)果表明，制定的5