本文關鍵詞：氮對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：學位論文

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【摘要】：論文分析總結了國內外鈮、氮元素在低合金鋼中的作用及對性能的影響。以20MnSiNb鋼為基礎,設計了高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低合金鋼的微觀組織和性能的影響機制。本文試驗方法上設計了1200℃全固溶+爐冷和1150℃部分固溶+爐冷的實驗條件,研究了氮含量對鈮微合金鋼中Nb(C,N)的析出行為、組織演變和力學性能的影響以及氮參與合金滲碳體形成的機制：對比分析了變形和未變形不同實驗條件下,高氮和低氮對試驗鋼作用機制。在微觀分析方法上,采用了光學顯微鏡觀察、掃描電鏡觀察、透射電鏡觀察、碳膜復型+電鏡觀察、化學萃取分析、X射線分析等手段,對Nb(C, N)粒子形貌、分布以及合金滲碳體中的N含量等進行了系統(tǒng)的分析。同時對試驗鋼的力學性能進行了對比分析。材料熱力學軟件計算表明,增加氮含量,提高了Nb(C, N)粒子的析出溫度,但是對Nb(C, N)粒子的析出數(shù)量沒有顯著提高。實驗分析結果表明,氮含量對鋼中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)為部分固溶機制,并且高氮鈮鋼中Nb(C, N)粒子分布獨立均勻,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小且呈團簇狀分布。1200℃全固溶處理后,高氮試驗鋼中的立方形和長針形尺寸較大粒子消失,粒子以獨立或復合粒子析出形式存在,低氮試驗鋼中粒子以復合粒子形式存在。析出粒子的粒度統(tǒng)計分析表明,1150℃的部分固溶條件下,高氮試驗鋼的粒子尺寸為36-140 nm數(shù)量超過55%,相比較而言,高氮試驗鋼中的相對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,兩種試驗鋼鋼中36 nm以下的細小粒子質量分數(shù)明顯提高,超過60%,然而高氮試驗鋼中140-300 nm的析出粒子有所增加約為5%�；瘜W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增加。此外,檢測分析表明,氮雖然沒有對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。力學性能檢測分析表明,高氮鈮鋼的強度略高于低氮鈮鋼,且無時效發(fā)生。檢測分析表明,氮對鈮微合金鋼的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。同時擴大了鐵素體珠光體相變的溫度區(qū)間。對1200℃全固溶處理后試驗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小均勻,內部沒有或只有很少針狀鐵素體組織。微觀觀察發(fā)現(xiàn),針狀鐵素體內存在高密度位錯和大量的納米級細小粒子析出。而其旁邊的退化珠光體中的鐵素體內沒有觀察到上述現(xiàn)象。表明細小的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)對珠光體中滲碳體生長有阻斷現(xiàn)象。高、低溫變形工藝對實驗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鋼中針狀體鐵素體數(shù)量遠少于低氮試驗鋼,且珠光體-鐵素體組織細小均勻。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：1361110