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微量硼在现代超低碳贝氏体钢中的应用 页码，1/8 微量铌在现代超低碳贝氏体钢中的应用 贺信莱，王学敏，杨善武，尚成嘉 （北京科技大学） 超低碳贝氏体钢（ULCB ）是近二十年来国际上发展起来的一大类高强度、高韧性、多 用途新型钢种。这类钢的合金设计改变了原有高强度低合金钢的设计思路。大幅度降低了钢 中的碳含量（一般碳含量均小于0.05% ），这样彻底消除了碳对贝氏体韧性的影响，得到极 细的含有高位错密度的贝氏体基体组织。这时钢的强度不再依赖碳含量，而主要靠细化晶粒 强化，位错及亚结构强化， 、 、 微合金强化，以及ε 沉淀硬化来保证，从而使钢的 Nb Ti V -Cu 强韧性匹配极佳，尤其是具有优良的野外焊接性能和抗氢致开裂能力。 在超低碳贝氏体钢出现以前，国内外屈服强度大于500MPa级高强度钢主要是回火马氏体 钢，这类钢一般合金含量较高，采用调质处理，其强度水平受碳含量和回火温度控制，随着 强度水平的提高，碳含量和合金含量均上升。一般而言，这类钢经适当的淬回火处理可以获 得较好的综合性能，但低温韧性和焊接性能却较差。钢种的生产成本高，工艺过程长，能耗 大。为适应经济发展对钢种强度级别的要求不断提高，为降低制造成本，提高综合性能，特 别是解决强度水平的提高与焊接性能下降这一矛盾，世界各国均进行了大量研究工作。 早在1978年Granrille 已对高强度低合金钢焊接后热影响区冷裂纹敏感性和钢中碳含量以 及计算的碳当量关系作了较系统的研究，结果如图1所示。发现按冷裂纹敏感性可把已有钢种 分成三个区，当钢种碳含量在0.10% 以下时（即位于区域Ⅰ中时），钢的碳当量对冷裂纹敏 感性影响不大。即使碳当量较高时，钢种仍具有较佳的焊接性能。若把世界各国50年代至90 年代发展的不同级别钢种画在Granrille 图上，可以看到其发展轨迹也是钢的强度不断提高碳 含量不断下降，而焊接性能却明显改善，特别是超低碳贝氏体钢的出现，这种趋势更为明显 了。 在工业性大生产中能出现大批量商业性超低碳贝氏体钢的关键技术因素有两方面。一方 面是各国冶金生产技术的发展，首先是钢包冶金技术的大规模应用，使超低碳钢的大生产成 为可能，钢中的氧氮等气体含量得以降低，各种微量元素的回收得到控制。在热加工技术 上， 技术全面发展，钢种生产全过程控制得以实现。另一个关键技术因素是 、 、 TMCP Nb Ti 、 等微合金元素的研究与应用得到全面发展。特别是微量 以及 、 等元素的 V B Nb Nb-B Nb-Cu-B 综合作用的研究和应用在这一发展过程中起了突出的作用。世界上目前已基本形成Mn-Nb-B 及Cu-Nb-B两大系列超低碳贝氏体钢，广泛用于石油管线、工程机械、采油平台、海洋设 施、桥梁以及军用舰船上。 file://C:\Documents and Settings\Yin\桌面\新建文件夹 (2)\微量硼在现... 2007-7-21 微量硼在现代超低碳贝氏体钢中的应用 页码，2/8 在我国，超低碳贝氏体钢发展较晚，80年代末我们与宝钢合作开展了含Nb超低碳贝氏体 管线钢的研究，并在工业转炉上进行了第一次试生产。 年代初我们与武钢开展了 微合金 90 Nb 化的DB590和DB685两个级别超低碳贝氏体工程机械用钢研究与开发。其中DB590 已全面投 产，DB685 已达到年产千吨级规