歐洲鈮微合金化鋼的新進展

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1、歐洲鈮微合金化鋼的新進展（一）歐洲鈮微合金化鋼的新進展（二）歐洲鈮微合金化鋼的新進展（三）歐洲鈮微合金化鋼的新進展（一）【保護視力色】【打印】　【進入論壇】　【評論】【字號大中小】　2007-01-2210-45ClausHulka???經(jīng)過熱機械軋制的低合金高強度鋼可以減輕重量，易于加工。因此，其應(yīng)用不僅具有技術(shù)方面的先進性，而且具有經(jīng)濟方面的優(yōu)勢。其冶金學(xué)原理是通過鈮的微合金化使晶粒細(xì)化。???70年代年以來，合金設(shè)計和軋制條件已經(jīng)大大改善，低合金高強度鋼主要用于生產(chǎn)大直徑鋼管用的板材、帶材。由于熱軋低合金高強度鋼在經(jīng)濟方面具有優(yōu)勢，在其

2、它方面也獲得了廣泛應(yīng)用。實際上，含鈮鋼在各種各樣的鋼結(jié)構(gòu)與汽車工業(yè)有同樣重要的應(yīng)用。本文將討論的是：合金設(shè)計與軋制工藝的最優(yōu)化以及用于鋼管、結(jié)構(gòu)和汽車工業(yè)的含鈮鋼的最新進展。???由于上述趨勢，在歐洲，近十年來鈮鐵的應(yīng)用翻了一番。???介紹29???歐洲的冶金學(xué)者是微合金化應(yīng)用的先驅(qū)，開始于30年代的AlN冶金。從那時起，多種合金元素應(yīng)用于結(jié)構(gòu)鋼，如圖1所示。??????圖1：結(jié)構(gòu)鋼中微合金元素的應(yīng)用歷史???“微合金化”的含義是，這些元素的含量是很低的，通常低于0.1wt%。不同于痕量元素，痕量元素是不需要的，而微合金化元素是為了改善鋼的性

3、能而故意添加的。與其它合金元素相比，微合金化元素不僅在加入的數(shù)量上不同，而且其冶金學(xué)機理也不相同。合金元素主要是影響鋼的基體結(jié)構(gòu)，而除了溶質(zhì)的拖弋作用之外，微合金化幾乎不影響鋼的顯微組織及第二相的沉淀。微合金化的應(yīng)用是十分廣泛的，例如硫化物形狀的控制，沉淀強化，晶粒細(xì)化，提高淬硬性等。但是其主要作用是脫氧與脫硫作用。???鈮開始應(yīng)用于60年代，而到70年代，隨著控軋控冷的應(yīng)用，鈮的應(yīng)用取得重要進展，也就是說，在奧氏體再結(jié)晶溫度以下區(qū)域進行軋制。在強度和韌性的結(jié)合方面，使鋼的性能明顯改善，首先用于生產(chǎn)運輸天然氣與原油的大直徑管線。???29十年

4、前，歐洲鈮鐵在鋼鐵企業(yè)的應(yīng)用大約每年5000噸，其中80%是用于低合金高強度鋼，而大部分用于生產(chǎn)大直徑管線。如圖2所示，近十年來，鈮鐵的用量增加了一倍多。其中，低合金高強度鋼，仍以80%的消耗量，占據(jù)首位。由于全球不景氣，自80年代以來，盡管在某些地區(qū)鋼管的用量有所下降，但含鈮鋼管的用量并沒有下降。由于鈮在鋼中的應(yīng)用所帶來的好處，使微合金化在低合金高強度鋼中的應(yīng)用越來越廣泛，尤其在建筑業(yè)與汽車制造業(yè)。更有甚者，熱鍍鋅薄鋼板的需求增加引發(fā)了無間隙原子鋼（IF）的生產(chǎn)，它通常含有鈮。在歐洲，鈮鐵的下述三個應(yīng)用趨勢將得到分析。??????圖2：歐洲

5、鈮的應(yīng)用分布圖???（待續(xù)）??責(zé)編：黃秀聲來源：中國鋼鐵新聞網(wǎng)歐洲鈮微合金化鋼的新進展（二）【保護視力色】【打印】　【進入論壇】　【評論】【字號大中小】　2007-01-2309-12ClausHulka???用于制造大直徑管線的鋼板、鋼帶???如圖3所示：大直徑鋼管的發(fā)展要求考慮安全性，以避免脆性斷裂，抑制韌性裂紋的擴展。大量實驗表明，為滿足這一要求，鋼管的材料需要高強度與高韌性。29??????圖3：大直徑鋼管用鋼的發(fā)展趨勢???通過生產(chǎn)低碳含量的潔凈鋼，可以滿足這一要求，以晶粒細(xì)化作為主要的強化機理。因此，70年代以來，傳統(tǒng)X52及X

6、60已經(jīng)為控制軋制鋼X65與X70所取代。他們具有5微米左右的多邊形鐵素體加10%左右的珠光體，至今仍是最主要的管線鋼牌號。典型的合金設(shè)計是采用鈮與釩。加入鈮的作用主要是晶粒細(xì)化，在控制軋制條件下穩(wěn)定奧氏體，而加入釩，是為了進一步提高強度，并在鐵素體中起沉淀強化作用。???1X70鋼的最優(yōu)化設(shè)計???鋼管用鋼的最優(yōu)化一直在進行，如圖4所示，以X70為例說明近十年的進步，今天標(biāo)準(zhǔn)的鋼材生產(chǎn)工藝包括生鐵脫硫與出爐后的鋼包精煉。所以今天鋼中的硫含量通常是很低的。而且，由于采用計算機控制煉鋼和軋制過程，從而使鋼的化學(xué)成分與工藝參數(shù)更加穩(wěn)定，使工藝的最

7、優(yōu)化成為可能。所以近十年來，對某個特殊的定單，其機械性能的不穩(wěn)定性降低了，而通過降低碳與硫的含量及Nb+V的微合金化設(shè)計，使鋼的焊接等性能都得到提高。29??????圖4：在極地條件下氣體管線用18.7mm鋼板的合金設(shè)計與性能???對高強度高韌性的X70鋼管用鋼而言，從合金設(shè)計的觀點來看，釩的加入，通過碳化釩的沉淀強化作用，使強度提高。但是，由于經(jīng)濟方面的原因，釩的作用已經(jīng)被下述方法所取代：???-通過在α+γ雙相區(qū)進行最終變形，使鐵素體產(chǎn)生位錯強化；???-通過增加貝氏體的體積百分比，產(chǎn)生位錯強化與進一步的晶粒細(xì)化。在奧氏體轉(zhuǎn)變之后，進行加

8、速冷卻的方法，在節(jié)約成本方面獲得了成功。???如圖5所示，僅僅以鈮的微合金化為基礎(chǔ)的TM鋼引起X70鋼的強度提高。但是在雙相區(qū)進行變形，會使鋼的零度以下的沖擊值降低