钒氮微合金控轧控冷技术在HRB500E钢筋生产中的应用

利用钒氮(V-N)微合金控制轧制和控制冷却工艺(简称控轧控冷工艺)能有效提升高强度抗震钢筋的屈服强度和抗拉强度等综合性能。文中介绍了天津某钢厂在ϕ8.0 mm规格HRB500E钢筋研发过程中,应用V-N微合金(其中,V含量为0.050%~0.065%,N含量为0.010%~0.015%)控轧控冷技术有效解决了产品组织不均匀、性能不稳定、强屈比不合格等问题,并实现了稳定生产。在研发过程中以细化晶粒和析出强化为主要强化手段,采用低温轧制工艺使轧件在部分奥氏体再结晶区连续变形,通过控制轧后冷却速率(5.6℃/s)和控冷终止温度(610℃),以达到细化晶粒和控制显微组织的目的。关键工艺控制点包括:加热温度为1 030℃,轧件进精轧及减定径温度为780℃,吐丝温度为730℃等。钢筋的显微组织为细小的铁素体和珠光体,铁素体晶粒度达11级,化学成分及力学性能满足GB/T 1499.2—2018标准,抗震性能良好。

钒氮微合金化钢筋的研究

研究了在 2 0MnSi钢中添加高氮钒合金Nitrovan 1 2对钢的力学性能的影响。结果表明 ,在钒含量相同的情况下 ,与 80FeV相比 ,添加Nitrovan 1 2的钢 ,抗张强度可提高 1 35MPa ,屈服强度可提高 1 1 7 5MPa ;在保持强度相同或相近的情况下 ,添加Nitrovan 1 2的钢可节约 33 3%以上的钒。钢中添加Nitrovan 1 2合金 ,充分利用了廉价的氮元素 ,促进了V(C ,N)的析出 ,提高了V的沉淀强化效果。研制出可满足Ⅲ级钢筋技术指标要求的经济型建筑用钢筋。

钒氮微合金化技术在HSLA钢中的应用

含钒钢中增氮 ,促进了碳氮化钒的析出 ,增强了钒的沉淀强化作用 ,大幅度提高钢的强度。因此 ,氮是含钒钢一种经济有效的合金化元素。通过充分利用廉价的氮元素 ,钒氮微合金化钢在保证相同的强度水平下 ,可节约钒的用量 ,降低钢的成本。 V— N微合金化技术在高强度钢筋、结构钢板带及型钢、无缝钢管、非调质钢。

钒氮微合金化控冷工艺开发HRB500E抗震钢筋

为降低HRB500E抗震钢筋生产成本,更好地促进其生产及推广应用,国内某钢厂采用钒氮微合金化控冷工艺试制HRB500E抗震钢筋。采用金相显微镜、扫描电镜、透射电镜、X射线衍射仪、闪光焊接、材料试验机及力学性能测试,对该工艺析出强化和晶粒细化强化机理及效果,控冷终止温度和钢筋力学性能匹配关系,钢筋金相组织、焊接、时效及高应变低周疲劳性能进行了研究分析。结果表明:钢中加入适量钒氮合金,V(CN)析出量占总钒量的66.67%,微合金析出强化效果明显;控冷后终止温度控制在680～710℃,钢筋强度具有25MPa以上富余量,强屈比(Rm实/ReL实)>1.26,均匀伸长率(Agt)≥11.5%,细晶强化和抗震性能较好;钢筋具有低应变时效性、良好的焊接及高应变低周疲劳性能;生产成本与钒氮微合金化热轧工艺相比降低82元/t,经济效益显著。

钒氮微合金化高强耐候钢开发研究

进行了450、550 MPa高强耐候钢的成分设计和冶炼,通过热膨胀试验并结合金相组织,分析了该高强度耐候钢的相变规律。利用光学显微镜、扫描电镜、透射电镜以及拉伸试验对该试验钢的组织结构、第二相粒子的析出行为以及力学性能进行了研究,分析了钒氮微合金化对高强耐候钢析出强化和细晶强化的作用。结果表明:在钒钢中添加氮元素不但增强了析出强化效果,而且还能细化晶粒,提高耐候钢的综合力学性能。

钒氮微合金钢动态再结晶动力学及影响因素

为研究钒氮微合金钢的动态再结晶动力学及影响因素,选取3种对比成分的钒氮微合金钢发生动态再结晶的流变应力曲线,利用硬化速率-应力(θ-σ)曲线获得了饱和流变应力σsat、峰值应力σp、动态再结晶临界应力σc及稳态应力σss的准确值及上述特征应力值与σp的依赖关系,回归得到应变速率敏感的中碳钒氮微合金钢动态再结晶临界应变εc和峰值应变εp与Zener-Hollomon参数的关系式.建立了中碳钒氮钢及对比钢的热变形动态再结晶Avrami模型,分析了变形温度、应变速率和C及V、N含量对Avrami曲线的影响.结果表明:变速率比温度对中碳钒氮钢动态再结晶Avrami曲线的影响显著;C元素对中低碳钒氮微合金钢动态再结晶起促进作用;V和N对动态再结晶动力学的影响对应变速率比较敏感,高应变速率和低应变速率下元素的影响规律不同.

VN12合金在钒氮微合金化钢中的应用研究

通过在 2 0MnSiV、1 6MnV钢中 ,加入钒铁合金VFe(51 6%V)及美国钒公司提供的专利产品富氮钒合金VN1 2(80 %V ,1 2 %N)的对比试验 ,研究了钒、氮复合微合金化对钢的力学性能的影响。与使用FeV(51 6%V)相比 ,采用富氮钒合金微合金化时 ,因钒用量的减少使得其技术经济性更加显著。

钒氮微合金化技术在高强度钢中的应用

介绍钒氮微合金化的机理既通过钢中增氮后对钒的析出动力学的影响,优化了钒的析出状态,增加了钒的析出强化和细晶强化效应及其在高强度钢筋、非调质钢、高强度厚壁H型钢和CSP产品等产品开发中的应用。

钒氮微合金化HRB400抗震钢筋的研制

介绍了昆钢钒氮微合金化HRB400抗震钢筋的研制情况,分析了钒氮合金沉淀化效果及钢筋成份、力学性能、轧制规格之间的关系,研究了钢筋金相组织、焊接性能及时效性。

钒氮微合金化技术的研究与应用综述

含钒钢中增氮,促进了碳氮化钒的析出,增强了钒的沉淀强化作用,提高了钢的强度,在相同强度水平下,节约了钒的用量,降低了钢的成本,因此,氮是含钒钢中一种十分有效的合金化元素。本文介绍了钒氮微合金化技术的机理及其在高强度钢筋、非调质钢、高强度厚壁H型钢和CSP产品等产品开发中的应用。

600MPa级钒氮微合金化热轧高性能钢筋的研制

介绍了济钢钒氮微合金化HRB600钢筋的生产实践。通过转炉冶炼、炉外精炼和全连续轧机进行了工业试制,应用光谱分析仪、显微镜、拉伸试验机、多功能焊机等设备对试制钢筋的成分、组织、性能,特别是钢筋的时效性、焊接工艺性能、疲劳性能进行了分析。结果证明,采用钒氮微合金化工艺试制的产品的屈服强度达到670MPa、抗拉强度达到800MPa,断后伸长率达到19%以上,钢筋具有在500万次高周疲劳应力下未发生断裂的疲劳性能,时效试验表明产品性能稳定,并且适用于多种焊接和机械连接方式,满足行业标准的要求,其生产工艺具有一定的经济优势。

终轧温度对钒氮微合金化热轧钢板组织与性能的影响

将钒氮微合金化钢采用不同的终轧温度在实验室轧成钢板,主要讨论终轧温度对热轧钢板的组织与性能的影响,探索研制和开发钒氮微合金化高强度热轧钢板所需的合理的终轧温度。

钒氮微合金化技术的应用

含钒钢中增氮,促进了碳氮化钒的析出,增强了钒的沉淀强化作用,提高了钢的强度,在相同强度水平下,节约了钒的用量,降低了钢的成本,因此,氮是含钒钢中一种十分有效的合金化元素。本文介绍了钒氮微合金化技术的机理及其在高强度钢筋、非调质钢、高强度厚壁H型钢和CSP产品等产品开发中的应用。

钒氮微合金化欧标S450J0高强热轧钢桩生产实践

根据钒、氮对钢的作用机理设计S450J0高强热轧钢桩化学成分并制定冶炼轧制工艺,依据工业生产数据分析了冶炼过程中钒合金及氮的收得率、终轧温度对钒氮钢的影响等,最终获得以铁素体和珠光体为主的欧标高强厚规格S450J0热轧钢桩,产品各项性能均满足标准要求。

精轧前控冷温度对钒氮微合金抗震盘螺组织性能的影响

对预精轧后钒氮微合金化HRB400E抗震钢筋进行淬水试验,研究淬水时间对钢筋表面温度、金相组织、硬度的影响.结果表明,HRB400E抗震钢筋φ20 mm试样在水中的冷却时间应控制在1～3s之间才能保证其良好的入精轧温度范围,在1 010℃保温20 min水冷到室温,在钢筋中会形成少量马氏体、魏氏组织,维氏硬度453 HV.

卷取温度对钒氮微合金化热轧钢板组织与力学性能的影响

通过金相显微组织观察、第二相的析出形貌分析、拉伸和冲击试验研究了不同卷取温度对钒氮微合金化热轧钢板组织与力学性能的影响。试验结果表明,卷取温度为600℃时,钢的主要强化方式为细晶强化,组织分布均匀,晶粒最为细小,第二相析出物明显增多,获得了最佳的综合力学性能:铁素体晶粒尺寸为7.1μm,屈服强度为497.5 MPa,抗拉强度为600 MPa,塑性未有明显降低,伸长率和断面收缩率分别为24%和65%,冲击韧性最好。卷取温度降低至560℃时,产生更多细小的第二相析出物,主要强化方式为析出强化,细晶强化减弱,使钢的强度增加,韧-塑性明显降低。

钒氮微合金钢生产热轧Ⅲ级钢筋

向 2 0MnSi钢中添加钒氮合金以替代钒铁生产HRB40 0钢筋的试验中 ,分析了氮对HRB40 0钢筋力学性能的影响。结果表明 ,在钢中碳当量、钒含量基本一致的情况下 ,向钢中添加氮可促进细小V (C、N)化物析出 ,获得更高的强度 ,且性能稳定 ,组织更细。用钒氮合金替代钒铁 ,可节约钒 2 9% ,降低成本。

钒氮微合金化对汽车用热轧钢板组织与力学性能的影响

通过向钢中添加VN12合金冶炼了5种不同钒、氮含量的试验钢,将冶炼后的钢锭先锻成板坯,再热轧成7 mm厚的钢板。经化学成分对比分析,试验钢的平均钒/氮比约为4.42,即每增加0.01%的钒,可增氮约0.00226%。借助光学显微镜和透射电镜分析了试验钢的显微组织和第二相的析出情况,结果表明,试验钢的组织均由铁素体和珠光体组成,钒、氮含量的增加明显细化了铁素体晶粒,促进了大量第二相细小颗粒的析出,铁素体晶粒尺寸由9.42μm减小至4.62μm。通过拉伸和冲击试验,分析了试验钢的力学性能,对试验钢的强化机制进行了研究,结果表明,钒含量由0.024%增加至0.140%时,试验钢的屈服强度和抗拉强度分别提高了202和165 MPa,保持了良好的韧塑性;钒氮微合金化钢板的主要强化方式为细晶强化和析出强化,细晶强化对屈服强度的贡献大于析出强化,但二者对屈服强度增量的贡献随钒和氮含量的不同而有所差异,钒含量低于0.1%时,析出强化起主导作用,钒含量高于0.1%时,细晶强化起主导作用。

钒氮微合金化耐大气腐蚀钢板的研制

采用钒氮微合金化,通过钢包喂VT线、Ca处理和热轧工艺控制等技术,攀枝花钢铁公司成功开发了450MPa级高强度耐大气腐蚀钢,并已形成批量生产能力。用户使用结果表明,产品完全满足新型铁道货车的制造工艺要求,并已在全国各大车辆厂装车使用。

钒氮微合金化在HRB400E钢筋生产中的应用及研究

介绍了钒氮微合金HRB400E钢筋的试验情况,探讨了钒氮强化机理。研究了钢筋的成分、生产工艺、金相组织、力学性能,结果表明:采用钒氮微合金化工艺生产的HRB400E钢筋,钢的化学成分和力学性能稳定,金相组织符合国标要求,氮元素对钢筋屈服强度的提高起到了积极作用。