中国Nb钢30年及含铌钢连铸热塑性.ppt

在建设中的西气东输二线工程主干线:4000多公里-X80，众多支线：4000多公里x70 微合金化元素Nb,V,Ti对钢强轫性的影响 铌与钒、钛的微合金化相比，既能提高钢的强度，又改善了钢的韧性，每增加0.01%Nb约可获得8～14MPa的强度增量，并使钢的韧-脆性转变温度下降8～10℃。研发成果又表明，微铌处理技术-即在较低的加入量（0.015%Nb）、尤其是钢中C、N含量较低的情况下，同样显示出铌微合金化对钢的强度和韧性的有利影响- 稳定性增加 Stability Nb,V, Ti 碳氮析出物的溶解积曲线 1.细小TiN质点在高温液态中形成，温度超过1200℃时仍保持稳定，可利用这特点控制高的锻造温度下的奥氏体晶粒尺寸以及高温渗碳； 2. 而VN (V(CN))溶解于奥氏体低温区，在更低温度才析出（析出强化作用）3. 3. NbC 的溶解与析出温度介于TiN与VN之间，先于V在奥氏体和奥氏体-铁素体相变过程中在晶界析出，是其热塑性降低的主要原因。 （可利用NbC析出物阻止终轧过程中奥氏体再结晶，从而达到组织细化的作用。 含铌钢晶间微空洞聚结形成裂纹的示意图 低温奥氏体区 奥氏体-铁素体 连铸坯冷却过程，会沿原奥氏体晶界大量NbCN 析出物，为晶界形成微孔提供有效地核心位置， 矫直在奥氏体-铁素体双相区变形时，应变会集中在软的铁素体内，导致晶间析出物之间接触面的相互分离，产生微孔洞。 原始组织粗大时，变形前形成的先析铁素体易于沿奥氏体晶界长大形成连续的网状铁素体片。一旦微裂纹发生，它很容易沿着连续的铁素体片中扩展， 原始组织细小时，变形前形成的铁素体片不连续或呈“块状”，当微裂纹发生时，裂纹不容易沿奥氏体晶界连接起来以及长距离的扩展，可改善钢的热塑性 其他影响因素：拉速，连铸机的维护，结晶器，保护渣，冷却系统，喷嘴布置 含铌钢沿奥氏体晶界Nb(C,N)析出物是晶界微孔洞形成的核心位置 含0.04％Nb 钢在800C和850C变形后试样 SEM电镜照片－ 晶间裂纹 原始晶粒尺寸相当时-Nb,V 对热塑性影响程度对比： C-Mn钢 含V钢 含Nb钢 0.16V钢 T加热 1200 C， 800Cx1分 C-Mn钢 T加热 1200 C， 800Cx1分 C-Mn钢 800C变形后 0.16V钢 800C变形后, 晶间裂纹 C-Mn钢和含V钢在800C变形前后试样横截面的组织和断口形貌 -沿粗大奥氏体晶界形成的先共析片膜状铁素体和晶间裂纹扩展 0.04Nb钢在900－750C间变形后的组织和形成的裂纹 晶粒尺寸对Nb钢热塑性的影响 比较了Nb-Ti钢与V钢、Nb钢的热塑性行为。在相同的固溶条件下，再加热温度为1200℃，应变速率为0.005/s，Nb-Ti（0.012%）钢的热塑性明显提高。热塑性的改善与由于添加微量Ti而显著细化晶粒（49μm）有关。 Nb+Ti钢，49μm Nb钢，140μm V钢，154μm a.0.039Nb钢 T加热= 1200 C， 800Cx1分 c.Nb-0.012 Ti钢 T加热= 1200 C， 800Cx1分 b. 800C变形后 形成的晶界裂纹最严重 d. 800C变形后 形成的晶界裂纹微小 含铌钢和Nb-Ti钢在800C变形前后试样横截面的组织和断口形貌 添加微量Ti而显著细化晶粒（49μm） 结束语 结束语 中国含铌微合金化技术和含铌钢的生产已取得重大进展， 连铸坯表面质量控制是生产高质量HSLA钢的保证，多数钢厂已实现 连铸坯无缺陷生产， 3. 影响连铸坯表面质量的冶金因素极其复杂， 4. 影响含铌钢本身的热塑性主要因素—Nb（C,N)，晶粒尺寸，奥氏体- 铁素体相变-先析铁素体等， 5. 低于临界断面收缩率（75%）温度 范围在750℃～950℃，仅是形成表面裂纹的原因之一， ----- 将矫直温度区间避开 钢热塑性低谷区是主要对策。 6. 加强对含铌钢物理冶金现象的研究，要从冶炼-连铸-轧钢（TMCP） -热处理等全过程的认识和理解，是发展高技术 钢材的科学发展观的体现。 祝本次研讨会取得成功！ 欢迎朋友们到京城大厦1903来做客 谢谢！ * 在数千年的铸造历史中,铌在铸造领域的应用技术是相对新的技术. / 铌对铸件的耐磨性,耐热性,耐蚀性, 尺寸稳定性,及铸件的强度,硬度,韧性,可焊性,低温韧性均有贡献. * * * * The standard Nb compound for addition to iron and steel is ferroniobium with about 66 %Nb. This composition almos