c、n含量对钢中vc，n析出行为的影响

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1、摘要本文在不同变形和热处理条件下，对两组C、N含量的中低碳V．．N微合金化钢(Fe．1．5Mn．0．3Si．0．08V-0．05～0．3C一0．005～0．02N)中v(c，N)的形核、长大、粗化规律及与位错线的交互作用进行了研究，在此基础上获得了v(c，N)在奥氏体和铁素体中析出的动力学预测模型。与热模拟和时效处理的实测结果进行分析比较，探索了模型在v-．N钢中应用的可行性。本文主要工作和结论如下：对v(c，N)在奥氏体和铁素体中的析出行为分别建立了动力学模型。模型中形核理论和参数的选取主要包括：热力学计算得到v(c，N)的化学式组成系数石，在700—1000℃温

2、度区间，X随C、N含量的增加在0．03—0．8之间变化，500—800℃时X随C、N含量的增加变化不大；界面能or与温度r存在线性关系，700～1000℃时or在0．43—0．61J／m2，500—800℃时or在0．72—0．86J／m2：确定V(C，N)的形核方式主要在位错线上，且形核率迅速衰减为零；对广泛应用的Cahn位错理论进行修正，分别获得位错形核参量卢和)，’与丁的关系；根据JMA(Johnson．Mehl．Avrami)方程推导出平衡析出PTT曲线。通过理论计算解释了一些已被人们广泛接受的现象，提高了实际生产工艺的理论深度：V(C，N)平衡析出的鼻点温

3、度均在800—850℃之间；奥氏体区的PTT曲线呈典型的“C”形，且仅当N含量大于0．01％时才会出现v(c，N)的析出；含v微合金化钢中非常容易出现“相问析出”。以850℃保温12S作为v(c，N)在奥氏体中析出的初始点，将形变储能加入驱动力一项，预测其它成分、温度和变形条件下的析出开始和结束时间，计算结果比实测值略向左移，但总体吻合良好。计算与实测结果表明t随着N含量增加，v(c，N)析出的形核率．时问(NrT)曲线左移且鼻点温度提高，促进v(c，N)的形核；C含量增加时，PTT曲线右移，但右移幅度随N含量的增加而减小；当N含量达到0．02％时，几乎可以忽略C含

4、量对V(C，N)在奥氏体中形核析出的影响。可以认为，针对Fe．C．V-N合金所建立的V(C，N1在奥氏体中的析出动力学模型适用于本文实验所研究的成分和变形条件，体现了模型中各参数选择的合理性。V(C，N)在铁素体中析出的PTT曲线随N含量的增加从“C”形转变为单调曲线。计算与实测结果表明：N含量小于O．01％时，计算PTT曲线呈“C”形，鼻点温度在650—670℃左右；N含量大于0．01％后，V(C，N)在位错线上的形核率单调减小，析出丌始时问相应增加，PTT曲线单调变化，与实测值吻合良好；随着时效温度的降低，位错线的密度提高，析出量明显增多；高N钢的基体成分对V(

5、C，N1在铁素体中析出动力学的影响较小，没有对奥氏体中析出的影响明显；随着C、N含量的变化，不同成分得到单调变化的PTT曲线非常接近。本文对析出物的长大方式做出两种假设：奥氏体中析出的V(C，N)认为是球形，以三维方式长大：铁素体中析出的v(c，N)认为是薄片状，仅沿厚度方向即以一维方式长大。800—900℃为v(c，N)的有效形核温度区问，容易发生V(C，N)的形变诱导析出，其尺寸主要由析出相变的形核长大过程所决定，通常可保持在10nm左右而基本不会发生明显的粗化。关键词：V-．N微合金钢，v(c，N)，析出动力学，C，NUTheEffectsofCarbonan

6、dNitrogenContentsonthePrecipitationBehaviorofv(c，N)inSteelAbstractNucleation，growth，coarseningandtheirinteractionswithdislocationsofv(c，N)fortwogroupsoflowcarbonvanadiummicroalloyingsteels(Fe一1．5Mn-0．3Si-0．08V-O．05-0．3C-0．005-0．02N)withseriesofcarbonandnitrogencontentswereextensivelyin

7、vestigatedbyGleeblel500Dhotsimulationmachineandheattreatmentfurnaceinthispaper．Amodelhasbeendevelopedtopredicttheprecipitationevolutionofv(c，N)inausteniteandferriteduringdifferenthotdeformationandtemperingprocesses．Thepredictionswerecomparedwithmeasuredresultsofexperimentsfromwhichth