微合金非调质钢技术浅析_韩孝永

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1、·32·梅山科技2009年第2期微合金非调质钢技术浅析韩孝永(梅山钢铁公司技术中心南京210039)摘要:微合金非调质钢因其成本较低、性能优良、环境污染小等优点,得以开发和应用,已成功应用于汽车工业、重型机械、建筑、石油化工、桥梁等领域。对微合金非调质钢中合金元素的作用及微合金非调质钢强韧化的方法等进行了分析,对微合金非调质钢的分类作了介绍,并阐述了铁素体-珠光体型、贝氏体型、马氏体型微合金非调质钢的特点及其生产技术。关键词:微合金非调质钢;晶粒细化强化;沉淀强化OnTechnologyofMicroalloyNon-quenched-temperedSteel

2、HanXiaoyong(TechnologyCenterofMeishanIron&SteelCo.,Nanjing210039)Keywords:microalloynon-quenched-temperedsteel;grainrefiningstrengthening;precipitationstrengthening微合金非调质钢是一种将轧制(或锻造)与热1非调质钢中合金元素的作用处理结合为一体,省去调质(淬火+高温回火)工序1)[C]:提高碳含量对提高钢的室温强度和中的新型节能结构材料。微合金非调质钢的强化机温强度有利,但对钢的塑性、韧性、成型性、可

3、焊性理不同于调质钢。调质钢是将轧、锻后的钢材重新均不利,故控制碳含量不宜过高。加热后进行淬火,再经高温回火处理,以获得所需2)[Mn]:提高钢中锰含量能扩大γ区,降低γ要的组织和性能。而微合金非调质钢是在轧制温※α转变温度,扩大轧制范围,使铁素体晶粒的长度下,使钢中V、Nb、Ti等合金的碳氮化合物较充大机会大大减少,因而促进了晶粒细化,增加了钢分溶入奥氏体,使奥氏体充分合金化,在轧、锻冷却的强韧性,但锰含量高会相应增加钢的成本,也会过程中析出大量微细弥散分布的合金碳氮化合物,增加碳当量,不利于焊接。并发生沉淀强化,且先共析铁素体呈细小状弥散析3)[Si]:作为脱

4、氧剂进入钢中,提高硅含量不出,再分割和细化奥氏体晶粒,使钢的强度与硬度仅能保证钢脱氧良好,而且由于硅的固溶强化作得以增加,基体组织显著强化,从而获得相当于调用,有利于提高钢的强度。但硅含量高对钢的焊接质钢经调质处理后的综合力学性能。微合金非调性、韧性和塑性不利。质钢是伴随国际上能源短缺而发展起来的一种高4)[S]、[P]:硫在钢中形成硫化物夹杂,降低了效节能钢。其性价比远优于传统合金结构钢,因具钢的延展性和韧性。钢轧制时,由于MnS夹杂随有简化的生产工艺,减少了变形开裂,降低了能耗着轧制方向延伸,使钢的各向异性加重,严重时导和生产成本等优点而受到世界各国的广泛重

5、视,得致钢板分层。同时含硫量高的钢抗腐蚀能力大为到迅速发展和应用。并因其具备上述一系列优点降低,对钢的焊接亦不利。磷含量高能增加钢的冷而被广泛应用于装备制造业,尤其是在汽车工业中脆性,使钢的脆性转变温度上升,使钢的冲击韧性的应用发展更为迅猛。在汽车工业发达的日本,非显著下降,因此磷在钢中的含量也愈少愈好。调质钢的发展最为活跃,采用低温轧制和析出强化5)[Cr]、[Ni]:在技术条件允许范围内,加入少相结合等制造工艺,已生产出多种高强度、高韧性量铬和镍,有利于提高钢的强度而不降低延展性,的优质汽车用非调质钢板。且加入镍还可以改善韧性,特别是低温冲击韧性。韩孝永微合

6、金非调质钢技术浅析·33·6)[Mo]:由于钼对铁素体有固溶强化作用,同淀析出物的数量、尺寸及分布。这3个元素虽然都时也能提高碳化物的稳定性,因此对提高钢的强是通过细化晶粒和沉淀强化来提高强度,但它们在度,特别是中温强度有利,但钼的加入对焊接性能钢中的作用机理及强化程度并不同,Nb在钢中具不利,因此不宜多加。有最强的晶粒细化强化效果,而V在钢中具有最7)[V]:钢中加入微量钒,既有利于钢的脱氧,强的沉淀强化效果,Ti则介于Nb和V两者之间。又能细化钢的晶粒,可以提高钢的强度及低温韧2.4晶内铁素体组织性,并改善钢的焊接性能。非调质钢在冷却过程中产生相变时,铁素体

7、沿8)[Al]:铝固溶在钢中,对钢的强度和韧性几奥氏体的晶界析出,呈网状分布,降低了钢的韧性。乎没有影响,但以AlN形式存在时可以细化晶粒,为了解决这一问题,可以对生产工艺进行控制,在使钢的韧性得以改善。奥氏体晶内提供大量铁素体的形核位置,使其不仅9)[Ti]:钢中加入微量钛,不仅有利于钢的脱在晶界,而且在晶内析出,从而形成细小均匀的等氧,而且由于钢中钛的氮化物或碳化物的存在,可轴铁素体,达到改善钢的韧性的目的。起到延迟奥氏体晶粒再结晶和长大的倾向,从而改善钢的性能,尤其是冲击韧性。当锰含量为1.0%3非调质钢的分类～2.5%时,加入0.01%～0.05%的钛,

8、可以有效改非调质钢按用途