歐洲鈮微合金化鋼的新進(jìn)展(1-4)

1、歐洲鈮微合金化鋼的新進(jìn)展（一）歐洲鈮微合金化鋼的新進(jìn)展（一）介紹介紹歐洲的冶金學(xué)者是微合金化應(yīng)用的先驅(qū)，開(kāi)始于30年代的AlN冶金。從那時(shí)起，多種合金元素應(yīng)用于結(jié)構(gòu)鋼，如圖1所示。圖1：結(jié)構(gòu)鋼中微合金元素的應(yīng)用歷史“微合金化”的含義是，這些元素的含量是很低的，通常低于0.1wt%。不同于痕量元素，痕量元素是不需要的，而微合金化元素是為了改善鋼的性能而故意添加的。與其它合金元素相比，微合金化元素不僅在加入的數(shù)量上不同，而且其冶金學(xué)機(jī)理也不

2、相同。合金元素主要是影響鋼的基體結(jié)構(gòu)，而除了溶質(zhì)的拖弋作用之外，微合金化幾乎不影響鋼的顯微組織及第二相的沉淀。微合金化的應(yīng)用是十分廣泛的，例如硫化物形狀的控制，沉淀強(qiáng)化，晶粒細(xì)化，提高淬硬性等。但是其主要作用是脫氧與脫硫作用。鈮開(kāi)始應(yīng)用于60年代，而到70年代，隨著控軋控冷的應(yīng)用，鈮的應(yīng)用取得重要進(jìn)展，也就是說(shuō)，在奧氏體再結(jié)晶溫度以下區(qū)域進(jìn)行軋制。在強(qiáng)度和韌性的結(jié)合方面，使鋼的性能明顯改善，首先用于生產(chǎn)運(yùn)輸天然氣與原油的大直徑管線。十年

3、前，歐洲鈮鐵在鋼鐵企業(yè)的應(yīng)用大約每年5000噸，其中80%是用于低合金高強(qiáng)度鋼，而大部分用于生產(chǎn)大直徑管線。如圖2所示，近十年來(lái)，鈮鐵的用量增加了一倍多。其中，低合金高強(qiáng)度鋼，仍以80%的消耗量，占據(jù)首位。由于全球不景氣，自80年代以來(lái)，盡管在某些地區(qū)鋼管的用量有所下降，但含鈮鋼管的用量并沒(méi)有下降。由于鈮在鋼中的應(yīng)用所帶來(lái)的好處，使微合金化在低合金高強(qiáng)度鋼中的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，尤其在建筑業(yè)與汽車(chē)制造業(yè)。更有甚者，熱鍍鋅薄鋼板的需求增加引發(fā)

4、了無(wú)間隙原子鋼（IF）的生產(chǎn)，它通常含有鈮。在歐洲，鈮鐵的下述三個(gè)應(yīng)用趨勢(shì)將得到分析。制軋制條件下穩(wěn)定奧氏體，而加入釩，是為了進(jìn)一步提高強(qiáng)度，并在鐵素體中起沉淀強(qiáng)化作用。1X70鋼的最優(yōu)化設(shè)計(jì)鋼管用鋼的最優(yōu)化一直在進(jìn)行，如圖4所示，以X70為例說(shuō)明近十年的進(jìn)步，今天標(biāo)準(zhǔn)的鋼材生產(chǎn)工藝包括生鐵脫硫與出爐后的鋼包精煉。所以今天鋼中的硫含量通常是很低的。而且，由于采用計(jì)算機(jī)控制煉鋼和軋制過(guò)程，從而使鋼的化學(xué)成分與工藝參數(shù)更加穩(wěn)定，使工藝的最優(yōu)

5、化成為可能。所以近十年來(lái)，對(duì)某個(gè)特殊的定單，其機(jī)械性能的不穩(wěn)定性降低了，而通過(guò)降低碳與硫的含量及NbV的微合金化設(shè)計(jì)，使鋼的焊接等性能都得到提高。圖4：在極地條件下氣體管線用18.7mm鋼板的合金設(shè)計(jì)與性能對(duì)高強(qiáng)度高韌性的X70鋼管用鋼而言，從合金設(shè)計(jì)的觀點(diǎn)來(lái)看，釩的加入，通過(guò)碳化釩的沉淀強(qiáng)化作用，使強(qiáng)度提高。但是，由于經(jīng)濟(jì)方面的原因，釩的作用已經(jīng)被下述方法所取代：通過(guò)在αγ雙相區(qū)進(jìn)行最終變形，使鐵素體產(chǎn)生位錯(cuò)強(qiáng)化；通過(guò)增加貝氏體的體積