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一种高强度针状铁素体钢厚板的增韧机制 曹志强，闫平堡、郑海霞、邓罗，郭爱民，凯明武 1）北京科技大学工程研究所，北京100083 2）研发中心，湘潭钢铁股份有限公司，湘潭411101 3）湖北省冶金系统科学重点实验室，武汉科技大学，武汉430081 （收到：2009十一月8；修订：12十二月2009；接受：2009十二月20） 摘要：采用先进的热机械控制工艺轻松析出控制变换得到了超低碳针状铁素体钢厚板（tmcp-rpc）在湘潭钢铁，华菱集团。该厚板具有约600兆帕的拉伸强度与较低的产率比。的厚钢板的冲击韧性达到280 J在?40°C.厚板细粒混合组织主要由针状铁素体、粒状贝氏体，多边形铁素体。高强度和重板优良的韧性是由于针状铁素体组织的形成。防止块的马氏体/残余奥氏体（米/一）和更高的清洁度也负责优异的韧性。 关键词：高强度；钢；显微组织；力学性能；针状铁素体 引言 韧性是一个非常重要的因素，材料的设计和应用。高冲击韧性的基体金属和热影响区（HAZ）是高强度钢[1-3]要求。近年来，对焊缝金属和热影响区的韧性的改善已经进行了广泛的研究，[ 8 ]。重板通常用于制造如桥梁、建筑的重要结构件、压力容器等[9-10]。因此，良好的韧性和低的屈服比是主要考虑因素，为重型板制造和应用。 为了提高可焊性和降低焊接厚板成本，碳含量已经在过去的几十年里逐渐减少。多种超低碳贝氏体钢（ULCB）已开发近几年] [ 10-13力学性能最优结构的应用。虽然焊接性能的碳含量降低，强度提高是由贝氏体组织提出，高产率和低温韧性尚待解决。此外，必不可少 厚板生产中存在的非均匀微结构问题。目前的工作是调查的微观结构演变的钢中厚板。它的目的是获得良好结合的较低的产量在较低的温度比和良好的韧性高强度微合金化钢厚钢板。 在过去的几十年中，各种技术的热机械控制的过程中已经发展到细化钢的微观结构[ 14 ]。近日有报道称，一个热机械控制工艺轻松析出控制变换（tmcp-rpc）试图完善低碳微合金贝氏体钢组织[ 15 ]。王等。[ 15 ]表明，采用Nb、Ti碳化物或碳氮化物和在这一过程中位错的相互作用沉淀手段得到了细晶组织。在目前的工作中，超低碳针状铁素体钢厚板试图通过一种先进的tmcp-rpc过程产生了均匀的显微组织和优越的韧性。 实验 采用铁水脱硫、复合吹转炉炼钢、真空除气等技术，对钢水进行了精炼，并在板坯中连续铸造。钢板的化学成分如表1所示。该生产线是在图1的示意性地示出。板加热到1180°C，然后变形再结晶区（1期）和非再结晶区（2期），其次是一个固定的时间放松。作为放松完成后，板被立即冷却到较低的温度，然后冷却。 表1.钢板重量%的化学成分 图1.一种先进的tmcp-rpc过程示意图。 标本进行机械抛光，然后蚀刻3vol%硝酸溶液。显微组织观察使用光学显微镜（OM，奥林巴斯pme3-3）和扫描电子显微镜（SEM，飞利浦带能TMP）。从4 / 1的厚板的透射电子显微镜（透射电子显微镜）的标本进行切割。采用双喷射unit.tem观测和电子色散型X射线光谱法制备的薄膜样品（EDXS）分析，在显微镜下进行（Tecnai g2.20）。 结果 连续冷却转变曲线（CCT）由表1所示的化学成分如计算了厚板曲线。在湘潭钢的相似钢级的实际应用中，奥氏体晶粒尺寸在μm左右，估计约为15μm。对厚板的CCT曲线如图2所示。它表明，铁素体和贝氏体形式在宽范围内的冷却速度，从约1至50°C / s“冷却速度窗口”有利于获得一个均匀的微观结构，从板表面到板中心的工业规模化生产。 图2.计算厚板钢的CCT曲线 3.2显微组织观察 图3显示了在OM组织通过先进技术获得tmcp-rpc厚板的厚度。可以看出，混合组织为针状铁素体（AF）、粒状贝氏体（GB），多边形铁素体和马氏体/残余奥氏体（米/甲）。中厚板表面的微观结构比中心的细。从较高的冷却速度的厚钢板的表面上的铁素体晶粒的尺寸较小。图4给出了一种厚板的SEM照片。粒状贝氏体是等轴晶和近10μ米直径。针状铁素体的长度是2-3μm厚几微米。多边形铁素体是5-7μ米直径。米/组分的大小约为1μ看见视图。3和4，通过先进的tmcp-rpc技术获得细粒混合组织。 针状铁素体为晶内形核的贝氏体[ 17 ]。CCT曲线表明，贝氏体可在较宽的冷却速度范围内转化。冷却速率在工业生产中采用的是约10°C/S因此大量针状的形成由于冷却速度的提高，铁素体的推广。 图4.扫描电镜在1 / 4钢板的厚度 3.3沉淀和位错细胞 厚板钢与Nb和Ti微合金化，合金元素是强碳化物形成元素，也作为晶粒细化而溶于奥氏体。在随后的冷却过程中，微量合金元素析出碳化物或碳氮化物。图5显示在厚板析出相的TEM照片。小的等轴颗粒（如箭头所指）在5-15纳米尺寸分散在基质。碳化物的能谱分析结果