秦皇島低合金會議報告

1、鋼鐵研究總院 CISRI,V-N微合金化厚壁H型鋼的組織、性能及析出物研究,鋼鐵研究總院馬鋼股份有限公司2008.07. 17,目錄,研究背景試驗材料和方法試驗結果分析和討論結論,研究背景,H型鋼是翼緣內(nèi)外表面相互平行，截面為H形的經(jīng)濟性斷面型材，屬于鋼結構工程中最常用的長型材之一。隨著建筑物的高層化和大跨度化，對大規(guī)格厚壁H型鋼的需求越來越迫切。,研究背景,H型鋼腹板和翼緣結合部位（以下稱R處）的金屬屬于變形的死區(qū)，在截

2、面各位置中軋制溫度最高。由于R處變形小和冷卻速率慢，最終各部位鐵素體晶粒尺寸的不同，導致H型鋼斷面各部位性能產(chǎn)生差異。,研究背景,V-N微合金化技術作為目前較為成熟的鋼材升級換代技術，已經(jīng)廣泛應用于各種長型材及板材產(chǎn)品中。應用第三代TMCP工藝，結合V-N微合金化技術生產(chǎn)的厚壁H型鋼在各個部位都具有細小的鐵素體和珠光體組織較大程度消除或減輕厚壁H型鋼截面不同部位的性能差異研究了以下方面問題：V-N微合金化H型鋼不同部位的組織

3、和性能對各部位的析出物狀況進行分析討論了V-N微合金化減輕厚壁H型鋼截面效應的原因,,研究背景試驗材料和方法試驗結果分析和討論結論,實驗材料,采用V-N微合金化技術生產(chǎn)高強度厚壁H型鋼，截面規(guī)格為338.0 mm×325.0 mm×30.5 mm×30.5mm（腹板高度×翼緣寬度×腹板厚度×翼緣厚度）H型鋼的實際生產(chǎn)工藝為1250℃左右加熱，采用初軋、中軋和精軋等過

4、程進行軋制，終軋溫度約為900℃左右，軋后上冷床空冷,取樣位置,F14、F12代表翼緣1/4處、1/2處，WM代表腹板中部，R代表翼緣與腹板的結合部位。F14處在四個典型位置中軋制總變形量最大，冷卻速率最快，對形成細小的鐵素體組織有利；而R處則相反，幾乎處于變形的死角位置，無法產(chǎn)生較大變形量，且冷卻速率最慢，容易形成較為粗大的鐵素體組織。取F14處和R處位置進行V的析出物分析。,,研究背景試驗材料和方法試驗結果分析和討論結論,

5、力學性能,力學性能差距不大，顯示了在強度方面顯示了在強度方面V-N微合金化H型鋼良好的截面均勻性。0℃沖擊功各處的數(shù)值也沒有顯示較大差異，基本處在同一水平。,顯微組織分析,翼緣1/4處和翼緣1/2處及腹板中部的鐵素體晶粒尺寸均為9～10μm，較細?。欢鳵處的鐵素體晶粒尺寸則達到13.8μm，相對其它部位略大一些。而總體上，由于采用V-N微合金化方式，H型鋼的顯微組織比C-Mn鋼和V微合金化鋼細小一些。,F14,F12,R,WM,結果討

6、論,H型鋼的屈服強度Rys由下式構成：據(jù)公式計算可知，R處晶粒細化帶來的強度增量比其它處小30～35MPa左右。而實際強度差異僅在15MPa左右，說明R處的析出強化效果更為明顯，彌補R處因晶粒差異帶來的強度損失，減小了性能的截面尺寸效應。,,析出物分析,R處V的析出強化效果更為明顯R處V的析出比率比F14處略高R處的36nm以下粒子出現(xiàn)的概率明顯高于F14處的R處的析出效果更顯著,析出物觀察,,,析出物觀察,SEM觀察表

7、明，和R處的析出物相比，F(xiàn)14處的析出物尺寸相對較大。,F14,R,析出強化分析,根據(jù)第二相OROWAN強化機制：R處的較大顆粒的析出物較少，可推斷，更多的V在奧氏體中保持固溶，在鐵素體中彌散析出，產(chǎn)生比F14處更為強烈的析出強化效果，從而說明R處的析出強化效果更顯著，這和前面萃取析出相的粒度分析結果相吻合。,,析出強化分析,F14處在奧氏體中的大顆粒析出較多，究其原因可從高溫變形條件方面加以考慮。奧氏體變形時，達到一定的變形量可

8、有效促進V(CN)的析出，變形量越大，對析出動力學的影響越大。相反：,R處變形較小,V元素可相對有效地保留在奧氏體中,軋后空冷過程彌散析出作用更強,彌補了R處和其它位置的強度差異,結論,厚壁H型鋼在截面不同位置存在一定的性能差異，V-N微合金化方式可有效減輕厚壁H型鋼截面的性能差異。V-N微合金化的上述作用和V(C，N)粒子在不同位置的不同析出行為相關聯(lián)。R處的變形量不大，更多的V在熱軋過程中保留在基體中，在相變時產(chǎn)生析出強化作用，