论文部分内容阅读
在热模拟Gleeble-1500上研究了V-Ti和V-Nb-Ti非调质钢在锻造温度内的热塑性,结果表明微合金非调质钢的热塑性都比较好,由于Nb对再结晶具有强烈的抑制作用从而使热塑性有所下降,故V-Nb-Ti的热塑性较V-Ti复合的稍差。同时在Gleeble-3800上进行了非调质钢的动态再结晶实验,对比V-Ti和V-Nb-Ti微合金复合对动态再结晶过程、再结晶后奥氏体晶粒细化规律和再结晶状态图的影响,结果表明微合金非调质钢的变形温度T越高、应变速率ε越低,越容易发生动态再结晶；较高的应变速率ε和较低的形变温度T越容易获得更加细小的再结晶晶粒尺寸；与V-Ti非调质钢相比,添加微量Nb的V-Nb-Ti非调质钢具有更加细小的晶粒。这是因为Nb具有以下的作用：(1)在高温形变时,处于固溶态的Nb粒子容易在位错、晶界等高能态区发生偏聚,拖曳阻止再结晶的发生；(2)在较低温度形变时,Nb的碳氮化物会在位错和晶界等高能态区发生形变诱导析出,钉扎位错和晶界迁移,从而阻止、终止再结晶的进行。对比微合金非调质钢的动态再结晶的晶粒尺寸模型、再结晶状态图、再结晶激活能、热加工图和塑性失稳图,探索出锻造温度、应变速率对非调质钢晶粒的细化规律,从而总结出不同微合金复合化的控锻工艺和锻造原理,结果表明V-Ti非调质钢的控锻原理属于再结晶控制轧制,再结晶控锻工艺为：加热温度1130℃,开锻温度1000℃,终锻温度850℃,应变速率ε0.4s-1；而V-Nb-Ti非调质钢的控锻原理属于再结晶-未再结晶控制轧制,再结晶-未再结晶控锻工艺为：加热温度1200℃,开锻温度1000℃,终锻温度850℃,应变速率ε0.4s-1。通过Formastor-FⅡ全自动相变仪测绘非调质钢在未变形时的静态CCT曲线,分析研究了V-Ti和V-Nb-Ti复合在连续冷却过程中的相变规律及影响,从而确定了不同微合金化非调质钢的控冷区间和控冷速度。结果表明V-Ti非调质钢的控冷工艺为：控制冷区间为740℃～500℃,控制冷速度为0.3～1.2℃/s,其控锻控冷属于再结晶控锻控冷工艺；而V-Nb-Ti非调质钢的控冷工艺为：控制冷区间为720℃～500℃,控制冷速度为0.3℃～1℃/s,其控锻控冷属于属于再结晶-未再结晶控锻控冷工艺。结果表明控冷范围内控制冷速度越慢,铁素体所占比例越大且呈块状分布,非调质钢的韧性越好。可以通过控制冷速调控非调质钢的强韧性。非调质钢的控锻控冷实验,研究了V-Ti非调质钢在加热温度在1130℃, V-Nb-Ti非调质钢加热温度在1200℃,开锻温度为1000℃～1050℃的工艺条件下,不同终锻温度、不同的预变形量、空冷和风冷对微合金化后力学性能和组织的影响,结果表明：随着终锻温度的降低、预变形量越大、风冷能显著提高V-Ti微合金非调质钢的抗拉强度,但冲击韧性明显下降；而对于V-Nb-Ti非调质来说,随着终锻温度的降低、预变形量越大、风冷对强度影响不大,但能显著提高冲击韧性值。这是因为V-Nb复合细化奥氏体晶粒,提高了再结晶终止温度,促进V(C,N)粒子的析出,未再结晶区的低温锻造细化再结晶后的粗大晶粒,促进晶内铁素体在MnS-VN复合物上的析出,使珠光体片变态球化。V-Nb复合促进了MnS在V(C,N)粒子复合析出,促进了晶内铁素体生成。未再结晶区轧制导致珠光体片呈现弯折、折断、球状粒化,使得V-Nb-Ti非调质钢随着终锻温度越低,预变形量增加而呈现强度不减冲击韧性值升高的优化效果。