欧洲铌微合金化钢的新进展

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1、欧洲铌微合金化钢的新进展（一）欧洲铌微合金化钢的新进展（二）欧洲铌微合金化钢的新进展（三）欧洲铌微合金化钢的新进展（一）【保护视力色】【打印】　【进入论坛】　【评论】【字号大中小】　2007-01-2210-45ClausHulka   经过热机械轧制的低合金高强度钢可以减轻重量，易于加工。因此，其应用不仅具有技术方面的先进性，而且具有经济方面的优势。其冶金学原理是通过铌的微合金化使晶粒细化。   70年代年以来，合金设计和轧制条件已经大大改善，低合金高强度钢主要用于生产大直径钢管用的板材、带材。由于热轧低合金高强度钢在经济方面具有优势，在其

2、它方面也获得了广泛应用。实际上，含铌钢在各种各样的钢结构与汽车工业有同样重要的应用。本文将讨论的是：合金设计与轧制工艺的最优化以及用于钢管、结构和汽车工业的含铌钢的最新进展。   由于上述趋势，在欧洲，近十年来铌铁的应用翻了一番。   介绍29   欧洲的冶金学者是微合金化应用的先驱，开始于30年代的AlN冶金。从那时起，多种合金元素应用于结构钢，如图1所示。      图1：结构钢中微合金元素的应用历史   “微合金化”的含义是，这些元素的含量是很低的，通常低于0.1wt%。不同于痕量元素，痕量元素是不需要的，而微合金化元素是为了改善钢的性

3、能而故意添加的。与其它合金元素相比，微合金化元素不仅在加入的数量上不同，而且其冶金学机理也不相同。合金元素主要是影响钢的基体结构，而除了溶质的拖弋作用之外，微合金化几乎不影响钢的显微组织及第二相的沉淀。微合金化的应用是十分广泛的，例如硫化物形状的控制，沉淀强化，晶粒细化，提高淬硬性等。但是其主要作用是脱氧与脱硫作用。   铌开始应用于60年代，而到70年代，随着控轧控冷的应用，铌的应用取得重要进展，也就是说，在奥氏体再结晶温度以下区域进行轧制。在强度和韧性的结合方面，使钢的性能明显改善，首先用于生产运输天然气与原油的大直径管线。   29十年

4、前，欧洲铌铁在钢铁企业的应用大约每年5000吨，其中80%是用于低合金高强度钢，而大部分用于生产大直径管线。如图2所示，近十年来，铌铁的用量增加了一倍多。其中，低合金高强度钢，仍以80%的消耗量，占据首位。由于全球不景气，自80年代以来，尽管在某些地区钢管的用量有所下降，但含铌钢管的用量并没有下降。由于铌在钢中的应用所带来的好处，使微合金化在低合金高强度钢中的应用越来越广泛，尤其在建筑业与汽车制造业。更有甚者，热镀锌薄钢板的需求增加引发了无间隙原子钢（IF）的生产，它通常含有铌。在欧洲，铌铁的下述三个应用趋势将得到分析。      图2：欧洲

5、铌的应用分布图   （待续）  责编：黄秀声来源：中国钢铁新闻网欧洲铌微合金化钢的新进展（二）【保护视力色】【打印】　【进入论坛】　【评论】【字号大中小】　2007-01-2309-12ClausHulka   用于制造大直径管线的钢板、钢带   如图3所示：大直径钢管的发展要求考虑安全性，以避免脆性断裂，抑制韧性裂纹的扩展。大量实验表明，为满足这一要求，钢管的材料需要高强度与高韧性。29      图3：大直径钢管用钢的发展趋势   通过生产低碳含量的洁净钢，可以满足这一要求，以晶粒细化作为主要的强化机理。因此，70年代以来，传统X52及X

6、60已经为控制轧制钢X65与X70所取代。他们具有5微米左右的多边形铁素体加10%左右的珠光体，至今仍是最主要的管线钢牌号。典型的合金设计是采用铌与钒。加入铌的作用主要是晶粒细化，在控制轧制条件下稳定奥氏体，而加入钒，是为了进一步提高强度，并在铁素体中起沉淀强化作用。   1X70钢的最优化设计   钢管用钢的最优化一直在进行，如图4所示，以X70为例说明近十年的进步，今天标准的钢材生产工艺包括生铁脱硫与出炉后的钢包精炼。所以今天钢中的硫含量通常是很低的。而且，由于采用计算机控制炼钢和轧制过程，从而使钢的化学成分与工艺参数更加稳定，使工艺的最

7、优化成为可能。所以近十年来，对某个特殊的定单，其机械性能的不稳定性降低了，而通过降低碳与硫的含量及Nb+V的微合金化设计，使钢的焊接等性能都得到提高。29      图4：在极地条件下气体管线用18.7mm钢板的合金设计与性能   对高强度高韧性的X70钢管用钢而言，从合金设计的观点来看，钒的加入，通过碳化钒的沉淀强化作用，使强度提高。但是，由于经济方面的原因，钒的作用已经被下述方法所取代：   -通过在α+γ双相区进行最终变形，使铁素体产生位错强化；   -通过增加贝氏体的体积百分比，产生位错强化与进一步的晶粒细化。在奥氏体转变之后，进行加

8、速冷却的方法，在节约成本方面获得了成功。   如图5所示，仅仅以铌的微合金化为基础的TM钢引起X70钢的强度提高。但是在双相区进行变形，会使钢的零度以下的冲击值降低