三 高強度結(jié)構(gòu)型鋼
2001年，結(jié)構(gòu)型鋼的生產(chǎn)開始采用控制軋制和在精軋后加速冷卻新工藝技術(shù)。如由Arbed設計了“分級水冷系統(tǒng)”(WSC)，可以減少或消除在凸緣寬度方向上及凸緣和較厚型鋼的幅板間的溫度差，因此保證力學性能均勻。另一種是“淬火—自回火”加速冷卻系統(tǒng)(QST)。較理想的工藝路線是把WSC和QST結(jié)合起來。這些新的工藝允許使用較低的碳含量，從而改善了鋼的韌性和焊接性。按照需要的強度水平，加入 (0.01%—0.05% ) Nb 或 Nb (0.04%)+V(0.06%—0.10%)補償由于降碳造成的強度損失。
80年代，美國鋼鐵業(yè)發(fā)展了近終形連鑄含鈮結(jié)構(gòu)型鋼／梁的技術(shù)，并已商業(yè)化。
四 鈮作為微合金化元素在長型鋼材中的應用
到上世紀80年代以后，冶金和材料專家們根據(jù)鈮的物化特性將鈮在板帶材的物理冶金的知識應用到棒線材，型材，鍛件和鑄鋼等的工程用的熱處理鋼材上，進一步擴大和發(fā)展了鈮應用科學與技術(shù)。
目前，在我國有一個技術(shù)認識上的誤區(qū)，認為鈮微合金化僅僅適用于板帶鋼材，只有釩微合金化鋼適于長型材，但并未注意到只要在深入理解鈮的物理冶金的特性的基礎(chǔ)上，界定顯微組織類型、控制適宜的均熱溫度，終軋溫度和軋后的冷卻制度，棒線材和大斷面長型材采用鈮或鈮—釩復合微合金化同樣是優(yōu)化的選擇。
1 微合金化非調(diào)質(zhì)鋼(熱／冷鍛材)
a）微合金化非調(diào)質(zhì)鐵素體—珠光體鋼
大部分用途的傳統(tǒng)鍛鋼基本成分范圍為0.25%～0.50%C，0.3%—0.6%引，0.7%～1.3%Mn。加入約0.1%釩使鋼中先共析鐵素體和珠光體中的鐵索體通過VN析出得到強化，鍛態(tài)抗拉強度可以提高到800～1000MPa水平。上世紀70—80年代，歐洲早期就開發(fā)了中碳—V—N微合金化非調(diào)質(zhì)鋼49MnVS3，當時人們就認識到提高釩加入量可使這些鋼的強度呈線性增加，但由于晶粒粗大而惡化了韌性。為適應汽車制造廠對安全性的要求，改善鋼強韌性成為微合金化非調(diào)質(zhì)鋼一項主要的技術(shù)要求。上世紀90年代，由ASCOMETAL(法國)生產(chǎn)的Nb—V非調(diào)質(zhì)鋼，利用了鈮的晶粒細化降低珠光休片層間距，控制相變和析出強化的三重作用，使METASAFE鋼成為Nb—v非調(diào)質(zhì)鋼家族的主要成員。
b) 微合金化非調(diào)質(zhì)多相鋼
2000年左右，在北美地區(qū)開發(fā)和生產(chǎn)低碳—鐵素體+貝氏體+馬氏體(F+B+M)的“多相”鋼BHS—1和FreeformTM鋼。多相微合金非調(diào)質(zhì)鋼是低C—Mn—Mo—Nb類鋼，降低含碳量為0.10%～0.15%C，添加 0.05%—0.12%Nb。加鈮的目的是為了加工過程中奧氏體調(diào)節(jié)以及在控制冷卻過程中的相變特性，以得到一定數(shù)量的貝氏體和馬氏體。 Mn—Mo—Nb鋼表現(xiàn)出來的多相組織所具有的連續(xù)屈服應力—應變特性對冷沖與冷鍛生產(chǎn)來說是非常理想的。使用多相鋼可直接淬火，省去傳統(tǒng)鋼所需的球化退火和再加熱和調(diào)質(zhì)工序。
c) 直接淬火—自回火馬氏體微合金鍛鋼
鈮在這類鋼中的作用是彌散分布未溶的Nb(C，N)顆?？梢宰柚乖俳Y(jié)晶，避免在鍛造、調(diào)整過程中以及在進入淬火介質(zhì)之前的停留過程中奧氏體晶粒長大。在鍛造溫度高達1290℃的條件下，鋼的晶粒尺寸仍然能保持超過ASTM晶粒度5級的水平。固溶的鈮可以有效地提高鋼的淬透性，使鋼的強度提高20%。
——本文摘自《中國金相分析網(wǎng)》
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