V合金化对Al-9Si合金凝固组织与力学性能的影响

研究了V合金化对Al-9Si合金凝固过程、微观组织和力学性能的影响。结果表明,在Al-9Si合金中添加V,析出化合物Si_(2)V,而无AlV化合物析出,V对初生α-Al的析出温度无明显影响。随着V量增加,Al-9Si合金的初生α-Al的形核温度和形核过冷度同步增加,0.4%V(质量分数)使形核温度由未添加V的607.5℃上升至612.6℃,过冷度由24℃增加至27.1℃;继续增加V量,形核温度略有升高,但形核过冷度略有减小。V添加使Al-9Si合金初生α-Al晶粒形态由枝晶向等轴晶转变,Al-9Si-0.4V合金的α-Al晶粒尺寸由Al-9Si的593μm细化至302μm。V对共晶Si无变质作用,但V能使针状β-Al_(5)FeSi转变为鱼骨状的Al_(12)(Fe,V)_(3)Si相。0.6%Sb(质量分数)变质Al-9Si-0.4V合金的抗拉强度、屈服强度和伸长率为153.9 MPa、78.5 MPa和6.56%,较Al-9Si合金分别提高23.8%、14.1%和102.4%;硬度由47.3 HV提高至59.1 HV。Al-9Si合金的拉伸断口由撕裂棱和解理台阶组成,而Al-9Si-0.4V-0.6Sb合金断口中的解理台阶显著减少,撕裂棱变得更加致密,出现了以共晶Si为中心的韧窝,呈混合断裂特征。

V微合金化对高强弹簧钢静态相变和拉伸性能的影响

针对55SiCr钢,利用热力学软件计算了V微合金化对实验钢析出的影响,根据拉伸性能确定了较优的V添加量(质量分数),分析了较优的V质量分数对55SiCr钢静态相变的影响,同时利用金相和SEM表征了不同冷速下实验钢的显微组织特征.结果表明:V质量分数的增加,提高了MC相的析出量和析出温度,抑制了M_(3)C,M_(7)C_(3)和M_(3)C_(2)碳化物的析出;V的质量分数为0.15%时实验钢性能最优,此时其抗拉强度和屈服强度分别提高180,200 MPa,断面收缩率超过40%,总伸长率超过12%;V微合金化使实验钢的相变温度A_(c3)和A_(c1)分别降至805,745℃,使马氏体相变温度降至255℃.

V和V-N微合金化低碳钢碳氮化物的形变析出

通过热模拟压缩实验考察了V和V-N微合金化低碳锰钢在860～740℃范围内多道次变形时的组织演变和碳氮化物析出规律及其相互影响．结果表明，含V钢中添加少量的N促进了变形奥氏体中V的碳氮化物（尤其是氮化物）的析出和形变诱导铁索体相变．V的碳氮化物析出降低了奥氏体中固溶的V，从而减弱了固溶V对形变诱导铁素体相变的抑制作用．碳氮化物析出在奥氏体的局部区域造成贫碳区，也促进了铁素体形核．在相同处理工艺下与V钢相比，V-N钢中铁素体内碳氮化物开始析出的时间短，析出相的数量多，长大速度慢，分布弥散．

V-N微合金化CSP带钢中的析出物研究

利用Gleeble 1500D热力模拟实验机,在实验室模拟了V-N微合金化CSP钢带的生产过程。实验结果显示,在连铸初期,TiN基本全部从钢中析出,而随着铸坯温度的降低,V开始以TiN为核心或单独形核析出,在铸坯均热后,大部分单独形核的V(C,N)趋于溶解,未溶解的则开始长大,而以TiN为核心的(Ti,V)(C,N)中的V部分溶解于钢中,V在粒子中的含量减少。在CSP连轧中,V(C,N)不断从钢中析出,全部析出物起阻碍奥氏体晶粒长大的作用,而含V颗粒还促进铁素体的形核,提高奥氏体/铁素体相变比率,细化最终的铁素体组织。

V-N微合金化厚壁H型钢的组织、力学性能及析出物研究

针对高强度厚壁H型钢易在截面不同部位产生性能差异的特点,研究了V-N微合金化方式对高强度厚壁H型钢性能均匀性的影响。结果显示,V-N微合金化对H型钢力学性能的截面不均匀性有所改善,尤其显著提高了翼缘和腹板结合部位的性能。这和V在H型钢不同部位的不同析出行为有关系。

钒微合金化非调质钢48MnVS的奥氏体动态再结晶行为

实验用非调质钢48MnVS(/%:0.48C,0.60Si,1.50Mn,0.35Cr,0.14V,0.05S,0.020Al,0.015 0N)由100 t EAF冶炼,连铸成280 mm×360 mm坯,轧成中100 mm棒材。通过Gleeble-3800热模拟实验机研究了变形温度950~1 150℃,变形速率0.1~10 s^(-1),变形址60%的单道次压缩钒微合金非调质钢48MnVS的奥氏体再结晶过程得出真应力-应变曲线,计算得出实验钢的动态再结晶晶粒尺寸模型和动态再结晶状态图。结果表明,钒微合金化非调质钢48MnVS变形温度越高,变形速率越低,则发生动态再结晶的形变储能越小,越容易发生动态再结晶。实验钢48MnVS的动态再结晶激活能为Q_d=343.202 kJ/mol。

轧后冷却工艺对V-N-Cr微合金化Q550E高强钢组织性能的影响

对低碳V-N-Cr微合金化钢进行了控轧控冷实验,终冷后采用了随炉冷、保温毡缓冷、空冷3种冷却制度,并对3种不同冷却制度钢板进行了显微组织、综合力学性能和断口形貌的分析。研究表明,空冷钢板显微组织为细小多边形铁素体及针状铁素体复相组织,铁素体晶粒尺寸5～8μm,针状铁素体由交织的板条组成,宽度1～3μm。在随炉冷及保温毡缓冷时,由于冷却速率缓慢,多边形铁素体及针状铁素体发生了回火,并析出细小弥散的碳化物。3种冷却条件下,屈服强度均≥585 MPa,抗拉强度≥694 MPa,延伸率≥27%,而且1/2试样-60℃冲击功≥36 J,综合力学性能优于Q550F级国标要求。细晶强化、析出强化、组织强化为本钢种的主要强化方式,冲击断口均由韧窝组成,呈现韧性断裂模式,控轧控冷引起的晶粒细化及针状铁素体的形成有效阻碍解理裂纹的扩展,从而增强低温韧性。

薄板坯连铸连轧流程V微合金化HSLA钢的开发

珠钢采用EAF-LF-CSP工艺生产1．8-6．3mmV微合金化HSLA S-F80钢带（％：0．03-0．07C、1．10-1.60Mn、≤0．05Nb、≤0．05Ti、0．05-0．25V、0．010-0．035N）。试验结果表明，采用再结晶控制轧制工艺（开轧温度1000-1100℃，终轧温度820-950℃，卷取温度550-650℃），钢带的组织3-4μm超细铁素体＋少量珠光体，析出相V（C，N）粒度为44nm，钢带的屈服强度590-620MPa。

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。

在CSP线生产550 MPa以上V微合金化HSLA钢的试验研究

为在CSP线利用V微合金化加控制轧制生产550MPa以上高强度HSLA钢,通过试验钢的成分设计、模拟CSP连铸、试验轧制和Gleeble试验,初步确定了该产品在CSP线的生产工艺,为下一步深入研究CSP线的V微合金化行为奠定了基础。

在CSP线生产V微合金化钢的探讨

分析了V微合金化钢的强韧化机理及CSP生产线的工艺特点,探讨了V微合金化技术在CSP生产线应用的可行性和应注意的主要问题。V微合金化钢控轧控冷工艺技术特点是再结晶轧制与加速冷却相结合,而这一控制轧制特点正是CSP工艺的特征和优势。国外CSP线在投产之后已成功将V微合金化技术应用于该领域,并形成了不同系列。

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。

V-N微合金化含钨改型Cr5W冷轧工作辊用钢

开发了加V-N合金的含钨改型Cr5W工具钢(%:0.70～0.90C、≤1.00Si、0.20～0.60Mn、4.50～5.50Cr、1.00～1.50W、≤0.15Mo、≤0.3V;300×10^(-6)～350×10^(-6)N)。Cr5W钢960℃淬火后组织为马氏体+碳化物,平均HRC硬度值为63.5,180℃回火后的平均HRC值为63.2,高于Cr5钢(%:0.70～0.90C、≤1.00Si、0.20～0.60Mn、4.50～5.50Cr、0.15～0.70Mo;80×10^(-6)～120×10^(-6)N)180℃的回火硬度(HRC值62.3),在相同硬度下,Cr5W钢的相对耐磨性较Cr5钢提高50%。

V-Nb微合金化HRB500钢筋的试制

介绍了达州钢铁股份公司钒铌微合金化Φ25mm HRB500钢筋的工业试制情况,包括钢筋的成分设计、生产工艺及其控制。结果表明,钢筋成分设计和生产工艺合理,钢筋性能满足GB1499-1998标准要求。

等温工艺对V微合金化贝氏体钢组织及性能的影响

采用Thermo-calc软件,X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM),DIL805L巴赫膨胀仪和透射电镜(TEM)等研究了贝氏体等温处理对V微合金化贝氏体钢组织和力学性能的影响。试验钢经900℃奥氏体化后,分别在320℃和340℃等温处理4、8和24 h。结果表明,试验钢的显微组织主要由板条贝氏体铁素体组成,320~340℃等温4~24 h得到的组织为残留奥氏体(RA)和部分马氏体/奥氏体岛。320℃等温8 h后试验钢的强塑性最佳:抗拉强度1534 MPa,屈服强度991 MPa,均匀伸长率29.7%,总伸长率34.2%。贝氏体铁素体中RA的高稳定性和高位错密度使得试验钢具有优异的性能。XRD和DIL结果表明,RA中碳的富集程度越高,M/A岛的数量越少,RA的稳定性越高,变形过程中的相变诱导塑性(TRIP)效应越强。此外,TEM结果表明,钒析出的V(C,N)的析出强化和奥氏体中的层错对试验钢性能的改善有重要影响。

钒微合金化高强钢电炉炼钢工艺研究

基于电炉流程工艺的特点,发挥电炉钢N含量高的优势,在钢中加入VN合金进行V微合金化处理,控制钢水中[0]小于0．025％,[S]小于0．005％,采取提高VN合金收得率的工艺措施,使V的收得率在90％以上,加入VN合金N的收得率在60％～70％,充分发挥了V晶粒细化和沉淀强化的作用,成功开发了V微合金化屈服强度550 MPa级的高强度热轧钢板。

V—N微合金化HRB400E钢筋的研究与生产

钒微合金化是高强度热轧钢筋的主要合金化方式。在含钒钢筋中增氮，能促进V（CN）的析出，显著提高钒元素的沉淀强化效果。研究表明，采用V—N微合金化，在同等强度水平下可显著降低V含量。本文通过生产实践，经大生产数据表明：与V微合金化相比，采用V—N微合金化，能降低V含量50％左右，大大降低合金成本。

钒微合金化H型钢表面裂纹研究与控制

分析了V微合金H型钢S450J0-T轧后表面裂纹的形成原因。结果表明,S450J0-T钢轧后裂纹主要是由于连铸过程中铸坯上细小裂纹所导致,并在轧制过程中扩展形成。通过对钢水成分进行控制以及连铸工艺进行优化,显著降低了该钢种轧后裂纹修磨率。

采用钒微合金化提高40MnBH钢的淬透性

分析了包钢首批40MnBH钢端淬试验结果不合的原因,通过试验,采用钒微合金化提高了40MnBH钢的淬透性,并提出了对相关标准的修订意见和生产该钢种应注意的问题。

钒氮微合金化提高高强乙字钢的低温冲击韧性

介绍了YQ450NQR1高强耐候310乙字钢化学成分的设计思想,V—N微合金化,有效地提高了乙字钢的低温冲击韧性,通过成分优化、金相组织控制、强化工艺措施,生产出初验合格率达到96%的乙字钢产品;分析了V—N微合金作用机理和珠光体相面积比率对乙字钢低温冲击韧性波动的影响及采取的对策。