09CuPTiRE鋼晶粒超細(xì)化研究.pdf

1、本文研究利用形變誘導(dǎo)相變(DIFT)結(jié)合材料中加入微量Nb元素對09CuPTiRE鋼的晶粒細(xì)化作用，進(jìn)而對材料的強(qiáng)化；以及在γ→α相變過程中，儲存能對晶粒的形核和長大的影響，并結(jié)合試驗數(shù)據(jù)驗證強(qiáng)化作用。09CuPTiRE鋼是在應(yīng)用于鐵路車輛的生產(chǎn)制造，抗拉強(qiáng)度為390MPa級的Cu-P系耐候鋼品種。在此基礎(chǔ)上進(jìn)行Ti微合金化并進(jìn)行RE處理，開發(fā)研制的專用耐大氣腐蝕鋼板。經(jīng)6年冶金工業(yè)大氣下掛片暴露試驗結(jié)果表明，其相對耐蝕率為對比Q235

2、鋼的233﹪，其強(qiáng)度級別基本上與Q235鋼在一個等級上。提高材料的強(qiáng)度，在現(xiàn)有成分體系的基礎(chǔ)上研究新一代超細(xì)晶高強(qiáng)度耐候鋼，提高其力學(xué)性能，而依靠材料的高純度仍然保持其優(yōu)良的耐候性。本研究證實了Nb元素作為微合金化元素加入09CuPTiRE鋼中，能夠通過晶粒細(xì)化和沉淀強(qiáng)化影響鋼的組織與性能，進(jìn)而提高其強(qiáng)度。為了探討和驗證在09CuPTiRE鋼中添加Nb元素結(jié)合DIFT工藝細(xì)化09CuPTiRE鋼的可能性，進(jìn)行了兩個階段的試驗。

3、第一階段利用大生產(chǎn)坯料，在實驗室通過新工藝控軋，研究在低溫、大變形、力圖產(chǎn)生變形誘導(dǎo)相變鐵素體的新工藝條件下鋼的組織演變規(guī)律和實驗室鋼的力學(xué)行為特點，考察和研究09CuPTiRE鋼在低于臨界溫度下的大變形軋制中的DIFT相變性能，驗證其在DIFT條件下的晶粒超細(xì)化能力；第二階段的試驗在保持原有耐候鋼成分體系的基礎(chǔ)上加入了微量的Nb(0.02﹪)，并進(jìn)行了控軋模擬試驗，第二階段鋼試驗考察和研究形變溫度對添加了Nb的09CuPTiRE耐候鋼

4、的DIFT相變的影響。通過兩個階段對不含Nb和添加微量Nb09CuPTiRE鋼軋制試樣的力學(xué)性能的對比分析，發(fā)現(xiàn)Nb確實能夠有效的細(xì)化09CuPTIRE鋼的晶粒，并有效的提高其拉伸強(qiáng)度性能同時并不降低其韌性。鋼中加入微量的Nb能有助于實現(xiàn)變形誘導(dǎo)鐵素體相變，Nb元素通過阻止奧氏體再結(jié)晶使軋制變形能可保留于奧氏體中，通過變形能的積累使奧氏體體系自由能升高，并且改善其形變誘導(dǎo)鐵素體相變的熱力學(xué)和動力學(xué)條件，實現(xiàn)形變誘導(dǎo)鐵素體相變(DIFT)