本文關(guān)鍵詞：氮對(duì)鈮微合金鋼第二相粒子析出及微觀組織的影響　出處：《鋼鐵研究總院》2015年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

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【摘要】：論文分析總結(jié)了國內(nèi)外鈮、氮元素在低合金鋼中的作用及對(duì)性能的影響。以20MnSiNb鋼為基礎(chǔ),設(shè)計(jì)了高130 ppm、低42 ppm兩種不同的氮含量的低合金鋼成分體系。研究鈮微合金化低合金鋼中氮含量不同對(duì)低合金鋼的微觀組織和性能的影響機(jī)制。本文試驗(yàn)方法上設(shè)計(jì)了1200℃全固溶+爐冷和1150℃部分固溶+爐冷的實(shí)驗(yàn)條件,研究了氮含量對(duì)鈮微合金鋼中Nb(C,N)的析出行為、組織演變和力學(xué)性能的影響以及氮參與合金滲碳體形成的機(jī)制：對(duì)比分析了變形和未變形不同實(shí)驗(yàn)條件下,高氮和低氮對(duì)試驗(yàn)鋼作用機(jī)制。在微觀分析方法上,采用了光學(xué)顯微鏡觀察、掃描電鏡觀察、透射電鏡觀察、碳膜復(fù)型+電鏡觀察、化學(xué)萃取分析、X射線分析等手段,對(duì)Nb(C, N)粒子形貌、分布以及合金滲碳體中的N含量等進(jìn)行了系統(tǒng)的分析。同時(shí)對(duì)試驗(yàn)鋼的力學(xué)性能進(jìn)行了對(duì)比分析。材料熱力學(xué)軟件計(jì)算表明,增加氮含量,提高了Nb(C, N)粒子的析出溫度,但是對(duì)Nb(C, N)粒子的析出數(shù)量沒有顯著提高。實(shí)驗(yàn)分析結(jié)果表明,氮含量對(duì)鋼中Nb(C, N)析出粒子的尺寸、分布及形貌產(chǎn)生影響。1150℃溫度下,Nb(C, N)為部分固溶機(jī)制,并且高氮鈮鋼中Nb(C, N)粒子分布獨(dú)立均勻,有立方形和長針形尺寸較大粒子存在,低氮鈮鋼中析出粒子非常細(xì)小且呈團(tuán)簇狀分布。1200℃全固溶處理后,高氮試驗(yàn)鋼中的立方形和長針形尺寸較大粒子消失,粒子以獨(dú)立或復(fù)合粒子析出形式存在,低氮試驗(yàn)鋼中粒子以復(fù)合粒子形式存在。析出粒子的粒度統(tǒng)計(jì)分析表明,1150℃的部分固溶條件下,高氮試驗(yàn)鋼的粒子尺寸為36-140 nm數(shù)量超過55%,相比較而言,高氮試驗(yàn)鋼中的相對(duì)超大尺寸的析出粒子數(shù)量沒有明顯增多；1200℃完全固溶條件下,兩種試驗(yàn)鋼鋼中36 nm以下的細(xì)小粒子質(zhì)量分?jǐn)?shù)明顯提高,超過60%,然而高氮試驗(yàn)鋼中140-300 nm的析出粒子有所增加約為5%。化學(xué)定量分析表明,鋼中氮的增加,Nb(C, N)析出粒子中的氮含量相對(duì)增加。此外,檢測(cè)分析表明,氮雖然沒有對(duì)鋼中滲碳體相的析出量產(chǎn)生顯著影響,但在滲碳體中檢測(cè)到氮的存在,且鋼中的氮含量越高,滲碳體相中氮含量隨之增高。力學(xué)性能檢測(cè)分析表明,高氮鈮鋼的強(qiáng)度略高于低氮鈮鋼,且無時(shí)效發(fā)生。檢測(cè)分析表明,氮對(duì)鈮微合金鋼的CCT曲線產(chǎn)生顯著影響,氮的增加封閉了貝氏體相區(qū),在低冷速條件下抑制針狀鐵素體的生成。同時(shí)擴(kuò)大了鐵素體珠光體相變的溫度區(qū)間。對(duì)1200℃全固溶處理后試驗(yàn)鋼的微觀觀察也證明了上述規(guī)律,在200℃/h和100℃/h等較低冷速下：低氮鈮鋼珠光體內(nèi)出現(xiàn)大量針狀鐵素體組織,且粗大的珠光體退化明顯,滲碳體片層不連續(xù),而高氮鈮鋼中珠光體細(xì)小均勻,內(nèi)部沒有或只有很少針狀鐵素體組織。微觀觀察發(fā)現(xiàn),針狀鐵素體內(nèi)存在高密度位錯(cuò)和大量的納米級(jí)細(xì)小粒子析出。而其旁邊的退化珠光體中的鐵素體內(nèi)沒有觀察到上述現(xiàn)象。表明細(xì)小的Nb(C, N)粒子參與了針狀鐵素體的形成,并沒有參與珠光體的形成。然而,高溫析出的大顆粒粒子(約200 nm以上)對(duì)珠光體中滲碳體生長有阻斷現(xiàn)象。高、低溫變形工藝對(duì)實(shí)驗(yàn)鋼組織性能的影響表明,同一工藝條件下,高氮鈮鋼的組織比低氮鈮鋼的組織細(xì)小均勻。低氮鈮鋼在1100℃高溫變形后的出現(xiàn)珠光體組織異常粗大現(xiàn)象,且存在針狀鐵素體和退化珠光體等組織。在1100℃高溫變形后高氮試驗(yàn)鋼中針狀體鐵素體數(shù)量遠(yuǎn)少于低氮試驗(yàn)鋼,且珠光體-鐵素體組織細(xì)小均勻。850℃低溫變形后,兩鋼均獲得鐵素體+珠光體組織,未觀察到針狀鐵素體,并且高氮鈮鋼中微觀組織均勻細(xì)小,為等軸狀,而低氮鈮鋼中組織具有變形帶特征。
[Abstract]:This paper analyzes and summarizes the domestic and international role of niobium, nitrogen in low alloy steel and its influence on performance. With 20MnSiNb steel as the foundation, the design height of 130 ppm, 42 ppm low two different nitrogen content in low alloy steel system. The effects of Nb microalloyed steel in low nitrogen content the different of low-alloy steel microstructure and performance. This paper designs the test method of 1200 DEG full solid solution + furnace cooling and 1150 DEG C partial solid solution + furnace cooling experimental conditions, the nitrogen content of Nb microalloyed steel Nb (C, N) the precipitation behaviors affect the evolution and mechanical properties organization and participation mechanism of nitrogen alloying cementite formation: a comparative analysis of the deformation and non deformation under different experimental conditions, high nitrogen and low nitrogen steel to test the mechanism. In the micro analysis methods, using optical microscopy, scanning electron microscopy, transmission electron microscopy, carbon film type + complex 鐢?shù)闀滆瀵?鍖栧钀冨彇鍒嗘瀽,X灝勭嚎鍒嗘瀽絳夋墜孌，

本文編號(hào)：1361110