含铌高耐候钢带的开发生产.docx

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1、含Nb高耐候钢的开发和生产仇必宁（南京钢铁联合公司带钢厂）铌、钛一般作为HSLA的微合金化元素而加入到钢中，通过晶粒细化和沉淀强化影响钢的组织与性能。为有效发挥铌对抑制奥氏体再结晶的作用，应尽可能采用低的碳、氮含量，对耐大气腐蚀钢进行Nb微合金化后在较宽的温度范围内可获得铁索体超细组织。钛可产生强烈的沉淀强化及中等程度的晶粒细化作用，TiN可有效阻止奥氏体晶粒在加热过程中的长大，起到细化奥氏体晶粒的作用。1.成分设计1.1高强耐候钢的冶炼和成分CMnSiSPCrNbNiTICuC0.070.410.350.020.090.390.020.130.030.280.071．2

2、高强耐候钢的轧制mmK1K2K3K4K5注：红坯厚度偏差（0～+5mm）宽度偏差（-2～+8mm）Ф500K3两边厚度差≤1mmф650孔型124±1104±181±160±144±1红坯128*268103*27878*28859*29342*298ф500孔型33±129±125±1//红坯34*29929*30126*300//机架规格ZL1ZP1ZP2JL1JP1JP2JL2JP3JP4JP5JP63.1*292287±217±112±1291±18.3±0.35.8±0.3294±1.54.4±0.13.4±0.12.7±0.12.3±0.1主要工艺过程：因考虑

3、到该钢种含铜，故制定加热工艺时考虑避开铜的熔点1083℃附近的裂纹敏感区，采取高温快烧，均热段炉温控制在1200℃的加热炉，并保温30分钟。采取再结晶区和未再结晶区两阶段控轧，终轧温度850℃，冷却速度约控制在25℃，s，终冷温度控制在600～650℃。2.试生产结果和分析2．1高强耐候钢的组织和力学性能金相组织主要为铁索体组织，珠光体数量较少，约占8％。平均晶粒尺寸85／an，晶粒尺寸由表层向中心方向逐渐粗大，主要原因：(1)成品表层冷却速度快，温降快，并且铸坯(原料)的表层晶粒本身就比中心的细小，因而在相同的变形程度下、表层的晶粒细小。(2)表层由于剪切形变的作用，表

4、层的形变带多，位错密度比中心高，晶粒形核多发生在能量较高的形变带及奥氏体晶界处，形核位置增加，有利于铁素体晶粒细化。2．2轧制试样的金相组织将线切割后的轧制试样经磨制、机械抛光后，用4％的硝酸酒精溶液浸蚀，观察其组织(图1)。试样表面试样中心图1由图l可以看出：耐候钢的不同部位的金相组织以粒状贝氏体为主．有一些多边形铁索体，其表层的粒状吼氏体的百分数比中心的百分数高，这是由于表层的冷却速度太于中心的冷却速度。由图l、可以看出，综上所述，高强耐候钢的显微组织以铁素体+珠光体为主，由于的析出强化及细晶强化作用，其屈服强度可达到46oMPa级高强耐候钢的显微组织以粒状贝氏体和多

5、边形铁素体为主，其显微组织与化学成分和冷却速度有关。粒状贝氏体组织具有较高的屈服强度，达到550MPa．并且塑性也不错，延伸率达到23．8％钢的析出物形貌以球形或椭球形和长方形或立方形为主，图2耐候钢析出物的形貌：（a）CuS2(b)TiN由图2(b)可以看出，方形或立方形形貌的析出物的尺寸大约在80nm，经对该析出物衍射斑标定分析，确定该析出物是TiN，有较好的析出强化作用，并且其作为第二相粒子，阻止奥氏体和铁素体晶粒长大，细化了晶粒尺寸，获得优良的综合力学性能。含铌钛高强度耐候钢的强化机制分析按文献中微台金元素固溶度积的公式，TiC、TiN在奥氏体完全固溶的温度分别为

6、：l025、1638℃，TiC、TiN、NbC、NbN在奥氏体完全固溶的温度分别为：961℃、I580℃、1062℃、941℃，其稳定性增强的依次顺序是：NbN、TiC、NbC、TiN。为了降低钢中固溶氨含量，加人微量钛．使钢中的氮被钛固定，从而间接提高了铌的强化作用由于加入微合金元素Nb阻止了晶粒长大，细化了晶粒，并且提高了再结晶温度，采取了控轧控冷，保证其精轧阶段在未再结晶区轧制，提高了产品力学性能。这是由于在高温加热阶段TiN的析出，阻止奥氏体晶粒的长大，使铸坯原始晶粒尺寸比较细小，在轧制过程中，形变诱导析出，Nb(CN)在奥氏体晶界或位错、变形带等储存能较高处析出

7、，阻止晶粒粗化，具有较强的溶质拖曳作用，析出Nb延迟再结晶的作用要大于Ti的作用，使铁素体晶粒细化。Nb、Ti的复合微合金化的强化机制，除了析出强化和细晶强化，对该钢种应该还包括相变强化。在相变温度点，较低的c含量，奥氏体中有较高的固溶Nb，而固溶Nb对连续冷却过程中的CCI"曲线与随后的相变有较大的影响，使相变温度降低，尤其在高的冷速下，产生大量的中温转变产物。如粒状贝氏体，含Nb的奥氏体分解转变产物一般具有较高的位错密度，这种位错密度较高的粒状贝氏体组织会提高产品的强度。当然耐候钢中之所以在较低的冷速下就可以产生粒状贝氏体