铌微合金化技术在中高碳钢中的应用现状与发展

铌微合金化技术在中国发展已逾40年,其基础研究和工业应用一直集中在以板材为主的低碳钢领域。以长材为主的中高碳钢具有碳含量高、工艺流程长且复杂、基础强度高、性能要求特殊且多样等特点,使得铌在低碳钢中的一些突出作用在其中难以有效发挥。一方面,中高碳钢的碳含量对铌的固溶能力存在影响,但是国内外研究结果差别较大,且一些结论与传统认识和大多数实验研究结果也不一致。因此,目前对于铌在中高碳钢中的固溶能力存在较大争议,仍然需要更多的实证研究加以分析。这导致在中高碳钢中添加多少铌才经济有效存在争议。另一方面,在中高碳钢中,铌的存在状态特别是对纳米级的析出相的表征一直存在困难。不均匀分布的大尺寸含铌第二相粒子产生的不利影响及其如何消除有待深入研究。本文概述了铌微合金化技术的国内外研究现状与发展趋势,以及中高碳钢的自身特点。从铌的固溶能力,主要作用与在非调质钢、弹簧钢、硬线和轴承钢中的应用情况,以及存在的主要问题三个方面,综述了铌微合金化技术在中高碳钢中面临的机遇与挑战。明确指出,必须摒弃传统思路,研究铌在中高碳钢中的共性科学问题,特别是采用新技术多尺度表征铌的状态,从而推动铌微合金化技术在中高碳钢中的应用。

薄板坯连铸连轧流程V微合金化技术研究

本文基于薄板坯连铸连轧流程物理冶金特征，系统地研究了V的析出规律和V微合金钢的强化机理。结果表明．均热前铸坯中有大量细小V析出物，均热过程中部分析出物溶解，颗粒略有长大；铸坯中的细小析出物对抑制变形奥氏体再结晶晶粒长大有明显的作用，使试验钢具有晶粒尺寸为3～4μm的超细晶组织；组织超细化是导致薄板坯连铸连轧流程V微合金钢强度提高的主要原因。采用薄板坯连铸连轧流程V微合金化技术开发了屈服强度550MPa级HSLAS—F80高强钢，其组织均匀、晶粒超细化、强度高、成型性能和焊接性能优良。

攀钢钒微合金化技术应用取得进展

攀钢“钒微合金化技术在大型耐候型钢中应用”研究日前取得新进展。攀钢应用该研究技术，已生产出大型耐候型钢310乙字钢20多万吨，创经济效益达5000万元以上。

钒氮微合金化技术及高效节约型建筑用钢开发

编号：2011028获奖等级：壹等完成单位：钢铁研究总院马鞍山钢铁股份有限公司唐山钢铁集团有限责任公司完成人：杨才福、苏世怀、齐长发、苏航、吴结才、陈兴伟、柴锋、孙维、王云阁、潘涛、程鼎、薛东妹、完卫国、陈春生、王瑞珍项目简介：本项目属于钢铁冶金技术、钢铁材料、轧钢等多学科领域系统集合而成的项目。

V-N微合金化海洋石油平台用钢实验室研究

采用V-N微合金化技术思路成功设计出E36级海洋石油平台用钢的化学成分,采取第三代TMCP工艺进行试验钢轧制,其力学性能满足GB712—2000《船体结构钢》的要求。

铌微合金化低碳贝氏体钢的组织细化研究

通过热模拟试验研究了铌微合金化技术在长材低碳贝氏体钢的应用。研究结果表明，铌微合金化低碳贝氏体钢采用长材轧制方式时，形变诱导析出Nb（CN）颗粒抑制再结晶主要发生在轧后的冷却过程中。在轧制变形3s后，形变诱导析出Nb（CN）颗粒，Nb（CN）颗粒抑制了轧后奥氏体晶粒的长大。在900℃以下温度变形时可获得约10μm的均匀细小的奥氏体晶粒，微细析出物在贝氏体相变过程中也起到了抑制贝氏体板条束长大的作用。

钛微合金化工艺生产HRB400钢筋的试验研究

通过研究钛微合金化的强韧化机理和对组织、性能影响,分析钛加入后对Nb的(C、N)化物形成的影响,如何促进和提高铌元素的作用;研究计算铌、钛的强度贡献,确定铌、钛最佳加入量;研究计算碳、氮化物的固溶析出温度,确定加热炉合适的加热制度,经过试验生产取得明显效果。

Ti微合金化高强度热轧带钢组织性能及强化机理

近年来，随着冶炼水平的不断提高，Ti微合金化技术的应用也越来越广泛。其主要包括微Ti处理技术、单一Ti微合金化技术以及含Ti多元微合金化技术。而目前相关的研究多集中于含Ti多元微合金化技术，如Ti-Mo、Ti-Nb、Ti-V、Ti-Nb-V微合金化等，用以提高钢铁材料的强度。然而与含Ti多元微合金化技术相比，单-Ti微合金化技术成分相对简单、成本更低、钢中微合金第二相的析出行为控制相对容易，仍有较大潜力可以挖掘。

高能微弧合金化法制备Co-40Mn涂层的组织结构

为了改善不锈钢的高温氧化性能,有效阻止铬的扩散,使其可应用在氧化物燃料电池连接板上,采用高能微弧合金化技术在304不锈钢上制备了Co-40Mn合金化层。通过研究沉积过程中的质量转移规律,优化得到Co-40Mn合金化层的制备电压、频率和功率及沉积时间等参数。利用SEM、EDX对沉积层形貌及元素扩散进行分析,结果表明沉积层与基体形成良的冶金结合。合金化处理的不锈钢试件经800℃高温氧化2h后,表面生成(CoMn)3O4尖晶石层。该尖晶石层将有效提高304的抗氧化性能,并满足氧化物燃料电池连接板使用要求。

马钢成功开发铌微合金钢

马鞍山钢铁公司近年在产品结构调整的同时，加大了铌微合金钢的开发力度，铌微合金化技术取得了重大进展。采用铌微合金化钢生产的海洋石油平台用H型钢、高强度H型钢桩、铁道车辆用H型钢和钢板、汽车大梁钢、高级别管线钢、高强度耐腐蚀钢筋、

微合金钢：针对具体用途进行设计

钢的性能对钢制件长期使用效果以及对钢制件使用安全性和经济性都至关重要，因而对微合金钢必需根据其最终用途进行冶炼及加工方面的设计。本文着重介绍炼钢厂家能采用的一些微合金化技术。

Fe_(73-χ)Nb_4Hf_3Y_χB_(20)块体非晶合金的制备及其性能

采用微合金化技术,用铜模铸造法制备Fe-Hf-Nb-B-Y块体非晶合金。采用X射线衍射仪、差示量热扫描仪、扫描电镜、振动样品磁场仪和Instron万能材料试验机研究Fe-Hf-Nb-B-Y合金系的玻璃形成能力、软磁性能和力学性能。结果表明:Y部分替代Fe能明显改善Fe73-xNb4-Hf3YxB20合金系的玻璃形成能力;x=0,1,2和3时对应合金的最大玻璃形成直径分别为2,3,4和3.5mm;Fe-Hf-Nb-B-Y块体非晶合金的饱和磁感应强度、矫顽力、弹性模量、弹性应变和压缩断裂强度分别为1.10～1.25T、3～6A/m、184～206GPa、1.6%～2.0%和3227～3484MPa。结合实验数据,初步讨论微合金化对Fe-Hf-Nb-B-Y合金系的玻璃形成能力、软磁性能和力学性能的影响。

Nb-V微合金化高碳钢在弹性盖板针布用钢丝上的运用

通过对比添加Nb前后72B钢丝的显微组织、拉伸曲线、弯曲次数分析了钢丝的基本性能变化。结果表明,与72B钢丝相比,添加Nb后钢丝成品的晶粒度从12.5~13级升高至14~14.5级;屈服强度从1745.8 MPa提升至2108 MPa,提高了约20.7%;抗拉强度从1930.7 MPa提升至2209.5 MPa,提升了14.4%;断裂前的弯曲次数从1041次增加到1335次,增加了28.2%。说明钢丝在盖板针布的工作环境下具备更好的耐磨性,可以显著提高盖板针布的使用寿命。通过现场试验的验证,新材料钢丝制成的盖板针布的寿命提升了约30%。

碳含量对铌微合金化高碳钢制金属针布耐磨性的影响

通过微合金原理,设计了3种含0.8%~1.0%碳及0.03%~0.04%铌的高碳钢。结果表明,碳含量增加可完全消除网状渗碳体,并使更多的碳在热处理加热时固溶于奥氏体中,从而获得更高的淬火硬度。对比不同碳含量钢的淬火显微组织,当碳含量为0.90%时,马氏体基体可以在获得最高硬度的同时保持超细晶粒。由此制造的梳理针布的平均齿尖硬度可以达到841 HV0.2,晶粒度可以达到13.5级。通过快速磨损试验以及客户现场试验,针布的耐磨性相对于高端针布钢材80WV提高约30%。

从2006年到2010年钢铁产品技术方面的关键技术

从2006年到2010年，钢铁产品技术方面的关键技术主要有：a．≥300万t／，年级薄板坯连铸连轧薄规格高质量钢板紧凑高效流程成套工艺与装备技术。b．先进高强度、高韧性钢材生产技术（主要有：精确控制化学成分与高洁净度钢冶金技术；微合金化技术；夹杂物变性与分布控制技术；控轧控冷技术；细晶粒钢控制与生产技术；高精度轧制与检测技术；钢材性能预报控制技术；钢材应用技术等。这些技术也是下列几类主要钢材生产技术中的关键技术）。

首秦Q345系列低合金厚板研发与应用通过验收

首秦公司“Q345系列低合金厚板的开发与应用”项目通过专家验收。“Q345系列低合金厚板的开发与应用”项目结合首秦公司现有工艺和设备条件，采用低S、P冶炼技术，LF＋RH双联生产技术，连铸坯质量控制综合技术，微合金化技术，以及低速大压下量、优化控轧控冷等多项先进技术。在项目研发过程中，首秦公司成功利用250mm厚板坯生产出了厚度80～100mmQ345系列低合金特厚板。填补了首钢特厚板生产的空白，产品质量达到用连铸坯生产非热处理特厚钢板的国内先进水平，为低成本生产Q345A／B／C／D／E级特厚钢板开发出了一条新途径。

厚规格AH60C高强度钢板的研制与开发

介绍了安钢采用铌钒微合金化技术及正火工艺研制、开发70mm厚度规格AH60C高强度钢板的试验过程。通过合理的成分、工艺设计及控制,成功开发出70 mm厚度规格AH60C低合金高强度钢板。

Nb在CSP生产管线钢中的应用

针对薄板坯连铸连轧的工艺特点,根据Nb在钢中的析出规律和作用机理,包钢合理选择微合金化元素Nb及其添加量,并通过严格的冶炼和轧制工艺控制,成功地开发出管线钢等系列产品,对钢中的组织进行了研究,探讨了薄板坯连铸连轧条件下含铌微合金钢的强韧化机理。

重型汽车用非调质钢曲轴的质量控制概述

非调质钢曲轴是采用微合金化技术与控锻控冷技术相结合,省去调质处理工序而生产出的节能、环保型汽车零部件,现已广泛应用于乘用车与商用车发动机上。本文主要对制造非调质曲轴的质量控制要点进行介绍,以期获得质优价廉的产品。