HRB400钢筋中钒的析出行为研究

论文摘要

为充分发挥HRB400 20MnSiV钢筋中微量V的有益作用,本文主要采用应力松驰法研究该试验材料中钒碳氮化物在奥氏体中的析出行为,绘制了相应沉淀物百分数—温度—时间曲线（PTT曲线）,使用透射电子显微镜（TEM）对应力松驰后的试样中的钒的析出进行了观察、分析,并采用本文提出的工艺参数,在水钢生产现场进行了轧制试验,观察结果表明,V的析出行为得到改善。实验结果表明,在同一压缩变形量时,钒的碳氮化物析出动力学曲线呈典型的“C”形曲线,即存在一个最快析出的温度和时间——孕育期。当压缩变形量ε=0.05（真应变e=-0.05）时,最快析出温度约为850℃,开始析出时间约为6s;当压缩变形量ε=0.20（e=-0.22）,最快析出温度约为870℃,开始析出时间约0.7s;当压缩变形量ε=0.50（e=-0.69）,最快析出温度约为870℃,开始析出时间约为1.2s。在同一温度时,压缩变形量的增大,将加快钒的碳氮化物析出。用透射电子显微镜则观察各变形量最快析出温度时的薄膜样品,发现钒的碳氮化物不仅在晶粒内部析出,而且更多的是在位错线附近析出。对所得实验结果通过热力学、动力学计算验证,两者基本吻合。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 绪论
• 1.1 微合金钢概述
• 1.1.1 常用微合金元素及其作用
• 1.1.2 微合金碳氮化物形貌、成分表征
• 1.1.3 微合金钢中第二相析出热力学研究
• 1.1.4 微合金钢中第二相析出动力学研究
• 1.1.5 HRB400 钢筋概述
• 1.2 微合金钢的控轧控冷原理
• 1.3 课题研究意义与内容
• 1.3.1 课题工程价值及学术意义
• 1.3.2 课题研究内容
• 2 第二相析出行为研究方法概述
• 2.1 萃取复型法
• 2.2 间接法
• 3 试验材料及方法
• 3.1 试验材料
• 3.2 试验方法及设备
• 3.2.1 材料显微结构、氧氮分析
• 3.2.2 确定相变点
• 3.2.3 应力松驰压缩试验
• 3.2.4 碳氮化物观察
• 3.2.5 实验设备
• 4 试验结果
• 4.1 差热分析及热膨胀分析试验结果
• 4.2 应力松驰试验结果
• 4.2.1 真应力—真应变曲线
• 4.2.2 应力松驰曲线
• 4.2.3 气体分析试验结果
• 4.2.4 金相试验结果
• 4.3 本章小结
• 5 第二相在奥氏体中析出行为研究
• 5.1 碳氮化物等温沉淀析出动力学曲线
• 5.2 应变量对碳氮化物等温沉淀析出动力学曲线影响
• 5.3 TEM 观察分析
• 5.4 本章小结
• 6 PTT 曲线的工业性试验验证
• 6.1 PTT 曲线在实际生产中的应用
• 6.2 本章小结
• 7 碳氮化钒热力学计算
• 7.1 碳氮化钒固溶温度的计算
• 7.1.1 理想条件下化合物全固溶温度
• 7.1.2 考虑Wangner 相互作用系数时碳氮化钒的全固溶温度
• 7.1.3 推算碳氮化钒全固溶温度
• 7.2 沉淀析出自由能计算
• 7.3 奥氏体区不同温度下碳氮化钒析出体积分数计算
• 7.4 本章小结
• 8 碳氮化钒等温析出动力学
• 8.1 碳氮化钒的形核速率
• 8.1.1 均匀形核
• 8.1.2 非均匀形核
• 8.2 碳氮化钒长大速率
• 8.2.1 碳氮化钒的析出动力学方程
• 8.2.2 不同形核方式时的动力学方程
• 8.3 本章小结
• 9 结论
• 致谢
• 参考文献
• 附录