Nb、Ti鋼寬厚板控制軋制中的再結晶和析出規(guī)律.pdf

1、隨著寬厚鋼板質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進行改造?；诖耍疚倪\用熱模擬技術并結合金相分析、SEM、TEM及熱電勢率方法等，重點研究了Nb、Ti微合金化鋼寬厚板在控制軋制過程中的動態(tài)再結晶、靜態(tài)再結晶以及微合金碳氮化物的應變誘導析出等物理冶金學過程，在此基礎上通過實驗室軋制實驗和工業(yè)實驗開發(fā)了5000mm寬厚板的控制軋制工藝。論文的主要創(chuàng)新性工作如下： (1)Nb、Ti含量對奧氏體動態(tài)再結

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，采用單道次壓縮實驗輔以顯微組織觀察，研究了奧氏體的動態(tài)再結晶行為。基于不可逆熱力學理論，對流變應力曲線進行了分析，從而精確地確定了動態(tài)再結晶的特征應變和特征應力。以Nb含量為模型參數，建立了新型Nb微合金鋼的動態(tài)再結晶模型、晶粒尺寸模型及流變應力模型。以等效固溶Nb含量為模型參數，建立了新型Nb-Ti鋼的動態(tài)再結晶模型。與常規(guī)模型相比，本文所建立的動態(tài)再結晶模型更全面地考

3、慮了Nb和Ti含量對模型系數的影響，因而精度更高，與實驗結果亦符合甚好。實驗結果表明，Nb含量的變化和Nb、Ti復合添加均對動態(tài)再結晶的形核機制產生影響。隨著Nb含量的增加，動態(tài)再結晶形核機制由應變誘導晶界遷移向應變誘導晶界遷移和亞晶聚合、長大的混合機制轉變。 (2)Nb、Ti含量對奧氏體靜態(tài)再結晶行為影響的定量化模型通過雙道次壓縮實驗研究了Nb、Ti及Nb-Ti微合金鋼的靜態(tài)再結晶行為。采用2％補償方法求出了不同熱變形條件下的

4、軟化率，建立了應用于寬厚板生產中的靜態(tài)再結晶動力學模型。針對Nb、Ti微合金鋼靜態(tài)再結晶動力學各階段的不同特點，分別進行了模擬。變形溫度高于靜態(tài)再結晶臨界溫度(SRCT)時，以Nb含量為模型參數，建立了新型Nb微合金鋼的靜態(tài)再結晶動力學模型；以等效固溶Nb含量為模型參數，建立了新型Ti和Nb-Ti微合金鋼的靜態(tài)再結晶動力學模型。變形溫度低于SRCT時，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)再結晶動力學模型。模型計

5、算結果與實驗所測值吻合較好。實驗發(fā)現，隨著變形溫度的降低及Nb和Ti含量的增加，Avarmi指數逐漸減小。 (3)采用熱電勢率(TEP)方法研究Nb、Ti碳氮化物等溫析出動力學基于熱電學原理，開發(fā)了測量熱電勢率的設備，用來測定鋼中沉淀析出相的析出開始和結束時間。采用TEM系統(tǒng)地研究了Nb-Ti微合金鋼中的應變誘導析出行為，與TEP方法測定的結果符合良好，證明了TEP法測定Nb、Ti碳氮化物等溫析出動力學的可靠性。實驗結果表明，間

6、隙和置換合金元素的固溶均使得純鐵的擴散熱電勢率減小。置換合金元素使得純鐵的擴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性的差異。Nb和Ti原子的有效d軌道的數量比Fe的少，因而e(E<,0>-E<,F>)值會顯著減小，導致純鐵的絕對擴散熱電勢率降低。 (4)5000mm寬厚板的控制軋制工藝根據熱模擬實驗和熱軋實驗的結果，確定了5000mm寬厚板的控制軋制工藝參數，并在某廠5000mm寬厚板軋機上進行了工業(yè)實驗。結果表明，制定的5