不同Ti／N比下低锰钢的热变形和再结晶.pdfVIP

6 现 代 冶 金 2015年第4期 不同Ti／N比下低锰钢的热变形和再结晶 (澳大利亚)A．Dehghan—Manshadi等 摘 要：采用Gleeble热机械模拟设备和TEM分析 ，研究了在四种不同低碳钢 、低锰钢中，添加少量钛和氮对力学性 能和显微组织特征的影响。这些钢中的T N比以及 TiN粒子尺寸和分布对确定力学性能、奥氏体晶粒尺寸以及 夹杂物沉淀尺寸起到主要作用。当Ti／N比低于化学计量值时，可获得最好的力学性能，再加热后钢 中的奥氏体晶 粒尺寸最小，热变形过程中动态再结晶的速率最高。通过氮化钛尺寸和分布以及现行奥氏体晶粒尺寸两者之间复 杂的相互作用似乎可以确定再结晶的本质和速率。 关键词：低锰钢；热变形；再结晶；Ti／N比 微合金元素效率的影响。例如，Kejian和 Baker给 1 前言 出了在铌钢中添加少量钛可提高铌在钢中的强化效 采用低碳、低锰钢生产高强管线是一个较新并 率，这种提高可能是由于钛与钢中所有氮相结合，因 且有趣的想法，需要对强度和韧性综合性能最好的 此将所有铌成为 自由铌形成碳化铌。而一些工作者 材料做一个完全分析，以提高产品焊接性并且将生 研究了TiN粒子对奥氏体晶粒尺寸控制的影响，两 产成本降至最小。主要 目的是关注此系列钢的开发 者之间不同的结果不相吻合。最让人可以接受的结 技术以减少合金元素的偏析，并且减少MnS在连铸 果是当Ti／N 比低于氮化物化学计量 比时(也就是 板坯中心线的沉淀反应。为了使这些管线钢具有较 3．42)，可对奥氏体晶粒控制有最佳影响。然而，该 好的性能，不得不进行适当的微合金化处理，同时需 最佳值可随其它微合金元素的存在而变化，例如， 要优化连铸工艺，需要建立合适的热机械操作参数。 Medina等人已经给出了Ti／N值接近2．0为控制奥 降低钢中硫含量的传统方法是减少在铸坯中心线的 氏体 晶粒尺寸 的最佳值，钢 中成分为 0．12C一 硫化物沉淀反应 ，成本较高且消耗时间，明显增加生 1．2Mn一0．014A1。应该予以指出的是在热处理和 产成本。另外一个可选方法是降低锰含量，其范围 热机械试验过程获得上述Ti／N值。当连铸过程中 通常介于 1．0％～1．5％。然而，如果减少钢中的锰 横裂和边裂为主要问题时，Ti／N比应该保持高出化 含量，不得不补偿锰在固溶强化中的重要作用。锰 学计量侧，范围为5—1O，其取决于钢水化学组成。 也能依靠先于形成MnS而阻止FeS形成的热脆，因 在选择的生产工艺流程中，首先对板坯进行热 此，不得不选择添加的合金元素优先与硫结合，以阻 轧，然后冷轧处理，是生产板和薄板产品最普通的工 止 FeS的形成。Oikawa等人和 Kejian以及 Baker已 业生产线。重要的是确定热轧过程中显微组织发生 经给出了添加少量的钛可以取代锰的作用，同时添 的变化，因为正是这种显微组织的改变决定了最终 加少量的钛可以提高热变形过程 中晶粒的细化，主 产品的物理和机械性能。准确的控制显微组织历程 要原因可归因于奥氏体中氮化钛和／或者碳化物的 以及显微组织演变动力学，包括回复、再结晶和晶粒 沉淀反应在。他们证明大多数钛将会与氮结合形成 长大，通过钢水化学组成、变形条件 (象应变、应变 非常稳定的TiN，其甚至在接近钢水熔点的高温条 速率和温度)以及微合金元素的添加 (象 Ti、Nb和 件下仍然不会溶解。这些细小的沉淀物阻止再加热 B)