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随着市场需求的加大以及对建筑品质的要求越来越高,迫切需要加快研发具有高强度的低Mo系列低成本具有抗震性能的耐火钢,以期实现钢结构的低成本、轻量化,达到节约原材料、节能减排的低碳经济目的。文中共设计了含Mo、Mo-Mb、Mo-V以及Mo-Nb-V系四种耐火钢筋。通过Nb-V微合金化及控轧控冷手段来降低Mo的含量。同时,对四种成分钢进行不同温度固溶淬火并分别在不同温度下回火处理,以研究析出强化在耐火钢中所能做的最大贡献。本实验通过观察热轧态、淬火回火态钢筋中的显微组织、测试力学性能,分析钢中合金元素、轧制工艺及淬火温度、回火温度对钢筋组织转变和力学性能的影响,为工业化大生产提供合理的建议。研究结果如下:(1)热轧态试验钢的典型显微组织特征为等轴铁素体+珠光体,另外还有一定含量的粒状贝氏体。Mo的添加增加了淬透性,有利于贝氏体组织的生成。0.3%Mo系钢中粒状贝氏体含量较多,Nb、V微合金化钢0.25%Mo-Nb、0.25%Mo-V.0.25%Mo-Nb-V中珠光体含量较多,粒状贝氏体含量较少。(2)热轧态Mo-Nb系钢的晶粒细化效果优于Mo-V系钢,但沉淀强化能力不及Mo-V系钢。这是由于Nb的细化晶粒能力强于V,但其碳化物在基体中弥散析出行为弱于V的碳化物。Nb-V复合微合金化的Mo-Nb-V钢,受Nb的晶粒细化和V的沉淀析出综合作用,其屈服强度明显高于Mo-Nb钢和Mo-V钢。(3)高温拉伸实验结果表明,热轧态实验钢600℃保温1h时钢中会有大量的Mo、Nb、V碳化物析出于晶界处、位错处或铁素体基体中。尺寸较大的Mo碳化物在高温下钉扎晶界的作用较强,因此Mo钢的高温屈强强度最大。Nb、V微合金化钢中,由于Nb、V对C原子的竞争,减少了钢中Mo碳化物的析出,致使微合金化钢的高温屈服强度偏低。(4)实验钢淬火后在550~650℃回火,硬度和强度随着回火温度的升高呈现先升高后降低的趋势,在600℃时力学性能最佳。显微组织观察分析结果显示,该温度下析出物尺寸较小,数量最多,Mo、Nb、V碳化物析出的综合效果最强。950℃淬火后不同温度下回火,由于V的析出强化效果强于Nb, Mo-V系耐火钢的力学性能优于Mo-Nb系和Mo-Nb-V系钢。1200℃奥氏体化处理可保证Nb碳化物完全溶解,随后的回火过程中Nb的析出效果增强,因此,Mo-Nb系钢的力性性能优于Mo-V系钢。