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68 现 代 冶 金 2013年第2期 通过优化Ti／N比简化钛微合金钢中的热轧制度 (西班牙)ManuelG6MEZ等 摘 要：本文完成了两种钛微合金钢和一种不含钛参考钢的热机械模拟。确定了在钛钢中通过TiN微粒实施的钉 轧力，并且与奥氏体晶粒长大以及热轧道次之间的静态再结晶驱动力进行了比较。结果发现：再结晶的驱动力比 钉轧力高了大约两个数量级，解释了为什么在这些钢轧制过程中，奥氏体几乎不能经历硬化的原因，以及先前奥氏 体一铁素体转变的累积应力不足以细化铁素体晶粒的原因。另一方面，在热轧过程中，奥氏体晶粒尺寸几乎不发 生变化，因为TiN微粒从再加热温度到最后一道轧制工序，实施了强烈控制。当Ti／N比接近2时，在较高的奥氏体 化温度下，能够控制奥氏体晶粒长大。因此，采用提高静态再结晶驱动力以及对奥氏体晶粒尺寸控制两个方面，可 以减少轧制道次的次数。在此情况下，通过奥氏体强化达到铁素体晶粒细化的目的，并且加速了铁素体转变过程 的冷却。 关键词：奥氏体晶粒尺寸；TiN微粒；热轧模拟；CCT图；微合金钢 或者更高。细小的晶粒尺寸 (奥氏体晶界的高密 1 前言 度)加速了随后轧制道次之间的静态再结晶，所以， 结构钢必须具有一个非常细小的最终铁素体结 在相对较少的轧制道次问次数完成了再结晶。 构，以满足其需要的较高屈服强度和韧性，Ti作为 因此，Ti一微合金钢的再结晶动力学不同于 Nb 一 种有益元素，能帮助达此 目标。TiN或TiC的作 和V一微合金钢。当Nb和V溶解时，这些元素由 用是控制奥氏体晶粒尺寸，抑制晶粒长大，通过ze． 于溶质阻力的作用，阻碍了再结晶的发生，尽管这种 Belt和Gladman的关系式，解释并说明了这种控制机 作用一般不如粒子的钉轧效应。当V和Nb的沉淀 理，该表达式与沉淀物尺寸、沉淀的分数以及奥氏体 物，分别作为VCN和NbCN，通过应变诱导，这些沉 晶粒尺寸有关。当一个奥氏体晶界与一个或几个 淀物颗粒小于TiN微粒，在再加热温度下仍然未溶 TiN微粒相交，通过这些微粒实施的钉轧力 (F)阻 解。这明显增加了活化能，因此显著延迟了静态再 止了晶界运动，重要的是记住沉淀物的这种影响远 结晶。 大于溶质在奥氏体基体中的溶解。对于发生在再结 本研究表明在Ti一微合金钢中，奥氏体静态再 晶，它必须为体系提供额外的能量，通过再结晶的驱 结晶的快速动力学 (由于在再加热温度时开始的奥 动力(F)付诸实施。 氏体晶粒尺寸细小，在一些情况下也是由于TiN微 大多数作者承认许多效果与奥氏体晶粒控制一 粒的尺寸粗大)使其很难通过单独的热机械工艺方 个亚理想配 比的Ti／N比有关，当其值介于 1—3两 法获得较强的细化铁素体晶粒。结果不象其它微合 者之间时，可提供一个 良好的结果，特别当钛开始在 金钢，通过有效减少在高温下的轧制道次次数，可以 固态中沉淀时，由于沉淀物的尺寸将会小很多，效果 简化钛微合金钢的传统控轧技术。而且也给出了推 较为明显，这种特征使钛成为焊接用钢不可缺少的 荐的大约热终轧温度和冷却条件。 元素。 2 材料和试验步骤 在Ti一微合金钢中，TiN沉淀物在再加热温度 时不能溶解，尽管能够发生一部分溶解。因此，在热 采用3个钢种完成了试验研究，这3个钢种由 轧过程中，沉淀物的平均尺寸和分布实际仍保持常 电解铁经过真空感应炉加工。表 l