钒微合金化中碳钢微观组织及力学性能的对比研究
《钒微合金钢的热变形行为及相变动力学研究》范文
《钒微合金钢的热变形行为及相变动力学研究》篇一一、引言钒微合金钢是一种高强度、高韧性的结构材料，具有优良的加工性能和力学性能，在众多领域得到广泛应用。
对其热变形行为及相变动力学的深入研究，有助于更好地理解其加工过程中的组织演变和性能变化，为实际生产提供理论依据。
本文将针对钒微合金钢的热变形行为及相变动力学进行详细研究。
二、钒微合金钢的热变形行为1. 实验材料与方法实验所采用的钒微合金钢为特定成分的合金钢，通过真空感应熔炼制备而成。
采用金相显微镜、扫描电镜等手段对材料进行组织观察，同时利用热模拟试验机进行热变形实验。
2. 热变形行为特征钒微合金钢在热变形过程中，其流变应力随温度和应变速率的变化而变化。
在高温低应变速率条件下，流变应力较小，材料易于发生塑性变形；而在低温高应变速率条件下，流变应力较大，材料难以发生塑性变形。
此外，钒微合金钢的热变形行为还受到合金元素、晶粒大小等因素的影响。
3. 热变形机制钒微合金钢的热变形机制主要包括晶界滑移、位错滑移和再结晶等过程。
在高温条件下，晶界滑移和位错滑移是主要的变形机制；而在低温条件下，再结晶过程对材料的热变形行为具有重要影响。
此外，钒元素的加入对热变形机制也具有显著影响。
三、钒微合金钢的相变动力学研究1. 相变过程及特点钒微合金钢在加热或冷却过程中，会发生相变。
相变过程主要受到温度、时间、合金元素含量等因素的影响。
在加热过程中，材料会经历奥氏体化、析出相的形成等过程；在冷却过程中，会发生珠光体、贝氏体等组织的转变。
2. 相变动力学模型为了研究钒微合金钢的相变动力学，建立了相应的相变动力学模型。
模型主要包括奥氏体化动力学模型、析出相生长动力学模型等。
通过对实验数据的拟合和分析，可以确定模型的参数，进而描述相变过程的动力学特征。
3. 相变对组织与性能的影响钒微合金钢的相变对其组织与性能具有重要影响。
不同的相变过程会导致材料组织的变化，进而影响材料的力学性能、加工性能等。
对微量钒处理45钢的组织和力学性能的研究
２ 垒 ０３２ ０３７ ０４０ ０４６ ０４８ ．４ ． ８ ． ３ ．４ ． ７ ０ ０ ４ ０ ０ ７ ０ ０ ２ ０ ０ ７ ０一 ４ ．９ ． ３ ． ４ ．６ ．４ ０
对 此 ， 国的 科研 人 员在 不 断地 研 究 ４ 我 ５钢 的 生
行相 关检 验分 析 。
１前 言
４ ５号钢 是应 用 很广 的一种优 质 碳素 钢 ， 及 交 涉
表 Ｉ 各 试 样 的 碳 、 含 量 钒
通运 输 ， 机械 制造 ， 防工 业 等 重 要 行 业 【 可 是 ， 国 １ １ ， 在 近 几年 出现 了一些 强度 及 断面 收缩 率不合 格 的现象
［ ２ １
。
编兰 碳含量 钒含量
组 ， 其平 均值 ） 取 。
３ 试验 结 果 与 响 ．钒 碳
ｉｃ ｅ ｓｎ ｆｃ ｒ ｏ ｏ ｔｎ ｔｅ ， ｈ ｔ ｎ ｔ ｓｉ ｃ ｅ ｓ ｄ ａ ｄ ｔ ｅｐ ａ ｔ ｉ ｙ ｄ ｃ ｅ ｓ ｄ ． ｅ ａ ｄ ｔ ｎ ｏ ｖ ｎ ｄｕ ｎ ｒ ａ ｉｇ ｏ ａｂ ｎ ｃ ｎ ｅ ｔｉ ｓ ｌ ｔ ｅ ｓ ｅ ｇｈ ｗａ ｎ ｒ ａ ｅ ｎ ｈ ｌｓｉ ｅ ｒ ａ ｅ Ｔｈ ｄ ｉ ｏ ｆ ａ ａ ｉｍ ｎ ｅ ｒ ｃｔ ｉ
ａ ｌ ｉ ｌ ｍ ｅ ｓｃ ｎ ｅ ｆ ｃｉ ｌ ｍｐｒ ｌｏｙｎｇｅ ｅ ｎｔ ａ ｆｅ ｔ ｙ ｉ ｖｅ ｏｖｅｔｅｉ ｉｒ ｔ ｃｕｒ ｎ ｅ ｈａ ｃ ｒ ｐ ｒｉｓ ｈ ｒｍ ｃ ｏｓｍ ｔ ｅａ ｄ ｍ ｃ ｎｉａｌ ｏ ｅ ｔｅ ． ｐ
Ｋｅ ｏｄ ．４ ｔｅ；ｖｅｈ ｎｃ ｌ ｒ ｐ ￣ｉｓ Ｍ ｉｒ ｓ ｕ ｍｒ ｙＷ ｒ ｓ ５Ｓｅ ｌＩｌｃ ａ ｉａ ｏ ｅ ｅ ； ｃｏ ｔ ｃ ｅ Ｐ ｒ
VN微合金对低碳-硅-锰钢性能和组织的影响
2008年第1期新疆钢铁总105期V N微合金对低碳一硅一锰钢性能和组织的影响陈勇陈跃军(宝钢集团八钢公司技术开发中心)摘要：通过调整碳硅锰试验钢的成分．在合适的轧钢工艺条件F对比分析认为：合适的钒氮合金可使材料在塑性基本保持不变的前提下，强度提高明显：R el提高80～l ooM Pa。
R m提高30～50M Pa，热轧钢板具有各向异性小，成形性能好的特点。
关键词：V N合金；强度；韧性；焊接；组织中图分类号：TG l42．】文献标识码：A文章编号：1672—4224(2008)ol一0019～031前言我国低合金结构板是以材料的下屈服值不小于某个量值为该强度级的标志，其板卷产品广泛应用于机械制造、汽车、桥梁、钢结构、工程建设等行业；目前国内市场主要以Q345级和Q390级为主，随着下游轻型化的发展对钢材的强度等级要求不断提升，R m在1000M Pa以上的材料已开发成功¨j。
随着强度等级的提高，材料的塑性将下降，如何保证在塑性不降低的情况下提高材料的强度是冶金工作者长期不懈努力寻求攻克的难题。
目前各级别的强度板均以低碳硅锰钢为基础，加入微量的合金元素和轧钢精确控轧控冷来提高材料的强韧性，介绍了在Q345级结构钢板卷工业试验中通过对冶炼成分的调整和热轧工艺合理控制，在较低的碳当量的前提下，合理利用钢中的氮使材料的强韧性得以明显提高，为高质量结构钢板的开发与研究打下基础。
2结构用板的属性及成分设计特点该类材料除钢铁材料固有的强度、塑性和成形性能外，材料的可焊性及低的时效系数也是结构用板考虑的因素，综合考虑强度和工艺性能成分设计应以低碳高锰为方向，为减少材料的时效性和保证焊接质量，应采取必要的固氮措施，试验中采用了V、A l两种元素进行固氮处理。
2．1碳对材料性能的影响碳主要以碳化物形式存在于钢中。
是决定钢的组织和性能的主要元素。
主要通过影响显微组织中的各组织组分的相对量及其分布特点进而影响钢的力学性能。
《钒微合金钢的热变形行为及相变动力学研究》
《钒微合金钢的热变形行为及相变动力学研究》篇一一、引言钒微合金钢因其良好的力学性能和加工性能在多个工程领域得到广泛应用。
对钒微合金钢的热变形行为及相变动力学的研究，不仅有助于了解其组织演变过程和力学性能，也有助于提高材料在生产加工中的质量和效率。
本文旨在探讨钒微合金钢的热变形行为及其相变动力学，以期为实际生产提供理论依据。
二、钒微合金钢的组成与性质钒微合金钢的组成元素主要为铁、碳、钒以及其他微量合金元素。
这些元素的分布、配比等特性直接影响其性能和加工效果。
其组织结构和性质不仅决定了其在工程中的应用范围，而且也影响其热变形行为及相变动力学的研究。
三、热变形行为研究（一）热变形过程钒微合金钢的热变形过程主要涉及材料在高温下的塑性变形行为。
这一过程受温度、应变速率、应变量等因素的影响，这些因素的变化将导致材料内部组织结构的改变，从而影响其力学性能。
（二）热变形行为的影响因素1. 温度：温度是影响钒微合金钢热变形行为的关键因素。
随着温度的升高，材料的塑性变形能力增强，但过高的温度可能导致晶粒长大，降低材料的力学性能。
2. 应变速率：应变速率的大小直接影响材料的热变形行为。
应变速率过大可能导致材料内部的应力集中，产生裂纹；而过小的应变速率可能使材料的塑性变形不充分。
3. 应变量：应变量反映了材料的塑性变形程度。
过大的应变量可能导致材料产生不均匀的晶粒尺寸和形态，从而影响其力学性能。
四、相变动力学研究（一）相变过程钒微合金钢的相变过程主要涉及材料在加热或冷却过程中的组织转变。
这一过程受加热速度、温度及合金元素的影响，可能产生多种组织结构，如珠光体、贝氏体等。
（二）相变动力学的关键因素1. 加热速度：加热速度决定了材料达到特定温度所需的时间，从而影响其组织转变的速度和程度。
2. 温度：温度是影响相变的关键因素，不同的温度可能导致不同的组织结构形成。
3. 合金元素：钒等合金元素的加入可能改变材料的相变过程和相变产物，从而影响其性能。
《钒微合金钢的热变形行为及相变动力学研究》
《钒微合金钢的热变形行为及相变动力学研究》篇一一、引言随着现代工业技术的飞速发展，钢铁作为基础性工程材料，其性能和应用范围持续拓宽。
钒微合金钢作为高性能钢的一种，其优良的力学性能和工艺性能备受关注。
而研究钒微合金钢的热变形行为及相变动力学，不仅有助于深入理解其微观组织和性能之间的关系，还可以为钒微合金钢的加工和优化提供理论支持。
二、钒微合金钢的热变形行为1. 热变形基本原理钒微合金钢的热变形行为主要涉及材料在高温下的塑性变形过程。
这一过程受到温度、应变速率和变形程度等因素的影响。
热变形过程中，钢的微观组织（如晶粒、相组成等）会发生变化，从而影响其宏观性能。
2. 实验方法与结果通过高温拉伸实验，可以研究钒微合金钢的热变形行为。
实验中，通过改变温度、应变速率和变形程度等参数，观察钢的力学性能变化。
结果表明，钒微合金钢的热变形行为具有明显的温度依赖性和应变速率敏感性。
三、相变动力学研究1. 相变基本原理钒微合金钢的相变是指其在加热或冷却过程中，由于温度的变化，其内部组织结构发生的转变。
相变过程中，钢的微观组织发生变化，从而影响其力学性能和物理性能。
2. 实验方法与结果通过差热分析（DSC）和金相观察等方法，研究钒微合金钢的相变动力学。
实验结果表明，钒微合金钢在加热和冷却过程中，会发生多种相变，如奥氏体相变、贝氏体相变等。
这些相变过程受到温度、时间和钒元素含量的影响。
四、影响热变形行为及相变的因素1. 温度的影响温度是影响钒微合金钢热变形行为及相变的关键因素。
在较高的温度下，钢的塑性变形能力增强，有利于热变形过程的进行；而在较低的温度下，相变过程更容易发生，但可能导致塑性降低。
2. 应变速率的影响应变速率也会影响钒微合金钢的热变形行为和相变过程。
较高的应变速率可能导致材料在热变形过程中产生较大的内应力，从而影响其组织和性能。
3. 钒元素含量的影响钒元素作为合金元素，对钒微合金钢的热变形行为和相变过程具有重要影响。
《2024年钒微合金钢的热变形行为及相变动力学研究》范文
《钒微合金钢的热变形行为及相变动力学研究》篇一一、引言钒微合金钢作为一种重要的金属材料，在工程和制造业中广泛应用。
其独特的机械性能、焊接性能以及抗腐蚀性等优点使其成为诸多行业的首选材料。
对于钒微合金钢的热变形行为及相变动力学的研究，对于其生产、加工和性能优化具有重大意义。
本文将对钒微合金钢的热变形行为和相变动力学进行深入研究，以期为相关领域的研究和应用提供理论支持。
二、钒微合金钢的热变形行为研究1. 热变形行为概述钒微合金钢的热变形行为是指在高温下，材料在受到外力作用时发生的塑性变形过程。
这一过程涉及到材料的微观结构、力学性能以及热力学性质等多个方面。
研究钒微合金钢的热变形行为，有助于了解其加工过程中的变形机制和力学行为，为优化加工工艺提供理论依据。
2. 热变形行为实验方法通过高温拉伸实验、压缩实验等方法，研究钒微合金钢在不同温度、应变速率下的热变形行为。
实验过程中，需要记录材料的应力-应变曲线、变形抗力等数据，以便分析材料的热变形行为。
3. 热变形行为分析根据实验数据，分析钒微合金钢的热变形行为特点。
通过绘制真应力-真应变曲线，观察材料的流动应力变化规律。
此外，还需要考虑温度、应变速率等因素对材料热变形行为的影响，以便为优化加工工艺提供指导。
三、钒微合金钢的相变动力学研究1. 相变动力学概述相变动力学是研究材料在加热或冷却过程中，其组织结构和性能发生变化的科学。
对于钒微合金钢而言，相变过程对其力学性能和微观结构具有重要影响。
因此，研究钒微合金钢的相变动力学，有助于了解其组织演变规律和性能优化途径。
2. 相变动力学实验方法通过差示扫描量热仪（DSC）、X射线衍射（XRD）等实验手段，研究钒微合金钢在加热和冷却过程中的相变行为。
通过分析相变过程中的热力学参数和微观结构变化，揭示相变动力学机制。
3. 相变动力学分析根据实验结果，分析钒微合金钢的相变过程及相变产物。
通过绘制相图，揭示不同温度和应变速率下的相变规律。
《钒微合金钢的热变形行为及相变动力学研究》范文
《钒微合金钢的热变形行为及相变动力学研究》篇一一、引言钒微合金钢作为一种重要的金属材料，具有优异的力学性能和工艺性能，广泛应用于汽车、机械制造、建筑等多个领域。
其热变形行为及相变动力学研究对于理解其加工性能、优化工艺参数以及提高产品质量具有重要意义。
本文旨在研究钒微合金钢的热变形行为及相变动力学，为实际生产提供理论依据。
二、钒微合金钢的热变形行为1. 热变形过程钒微合金钢的热变形过程涉及多个物理和化学过程，包括晶格变化、原子扩散、相变等。
在高温下，材料内部原子活动能力增强，容易发生形变。
同时，钒元素的加入会改变材料的组织结构，影响其热变形行为。
2. 热变形机制钒微合金钢的热变形机制主要包括晶界滑移、位错运动和再结晶等。
在高温下，晶界滑移和位错运动是主要的形变机制，而随着温度降低和应变速率增加，再结晶过程逐渐成为主导。
此外，钒元素的加入会促进再结晶过程的发生，提高材料的加工性能。
三、相变动力学研究1. 相变过程钒微合金钢在热处理过程中会发生相变，主要包括奥氏体向铁素体和碳化物的转变。
相变过程中，材料的组织结构发生变化，导致其力学性能和工艺性能的改变。
2. 相变动力学模型为了研究钒微合金钢的相变动力学，需要建立相应的相变动力学模型。
通过实验测定不同温度和时间下的相变程度，可以得到相变动力学的相关参数。
常见的相变动力学模型包括JMAK模型、Lassik模型等。
通过对比不同模型的预测结果，选择合适的模型来描述钒微合金钢的相变行为。
四、实验方法与结果分析1. 实验方法采用高温热模拟试验机对钒微合金钢进行热变形实验，通过改变温度、应变速率和形变量等参数，研究其热变形行为。
同时，进行不同温度和时间下的热处理实验，观察其相变过程。
利用金相显微镜、扫描电镜等手段观察材料的组织结构变化。
2. 结果分析根据实验结果，分析钒微合金钢的热变形行为和相变动力学特性。
通过绘制应力-应变曲线、组织结构图等图表，直观地展示材料的热变形过程和相变过程。
钒微合金钢的工艺、显微组织和性能
微合金钢的冶炼工艺和性能李新宇材料工程2014730023摘要: 微合金钢是在普通软钢和普通高强度低合金钢基体化学成分中添加了微量合金元素(主要是强烈的碳化物形成元素，如Nb、V、Ti、Al等)的钢，合金元素的添加量不多于0.20％。
添加微量合金元素后，使钢的一种或几种性能得到明显的变化。
经常通过加入少量的铌或钒、或钛来提高钢的强度。
这些元素通过沉淀硬化很经济地达到强化的目的。
关键词: 微合金钢;强化; 性能1 引言微合金化的高强度低合金钢是在普通软钢和普通高强度低合金钢基体化学成分中添加了微量合金元素(主要是强烈的碳化物形成元素，如Nb、V、Ti、Al 等)的钢，合金元素的添加量不多于0.20％。
添加微量合金元素后，使钢的一种或几种性能得到明显的变化。
典型的微合金钢有15MnVN和06MnNb。
微合金钢中含有一种或几种微合金元素，其含量大约在0.01％～0.20％之间[1]。
微合金钢由于屈服强度高、韧性好、焊接性和耐大气腐蚀性好，可用于大型桥梁建筑，制造各类车辆的冲压构件、安全构件、抗疲劳零件及焊接件，它也是锅炉、高压容器、输油和输气管线，以及工业和民用建筑的理想材料。
2 微合金钢冶炼微合金化钢是一种特殊质量的钢，要求严格控制杂质元素含量，降低非金属夹杂物数量，调整硫化物的形态和分布；微合金化钢冶炼类同于低碳钢，所不同的是更要注意钢的脱氧和脱硫，研究合金料的加入顺序，以提高收得率；微合金化钢的精炼工序是不可缺少的，根据不同的成分规范和钢材品种，选用合适的精炼条件的组合，尤要防止钢水二次氧化和连铸过程产生各种缺陷。
1.1 Nb微合金钢采用普通级Nb 铁冶炼Nb 微合金化钢。
Nb 铁的熔点在1580—1630℃，但Nb 铁在钢水中不是熔化过程，而是溶解过程，1600℃时的溶解速度大致为20mg ／Cm2·秒，所以要根据炼钢炉型和钢包公称容量选择Nb 铁的块度[3]。
Nb 对氧的亲和力要比V、Ti、Mn 低，加入镇静钢中的收得率高达95%以上，在钢包精炼期加入Nb 铁是普遍采用的工艺，Nb 铁常在Si、Al 和Mn 铁之后加入。
钒、磷对中碳非调质钢组织和力学性能的影响
~试验研究~櫡櫡櫡櫡櫡櫡钒、磷对中碳非调质钢组织和力学性能的影响刘湘江\张艳君2，黄宗泽1(1.宝山钢铁股份有限公司研究院，上海201900;2.省部共建高品质特殊钢冶金与制备国家重点实验室，上海大学材料工程与科学学院，上海200072)摘要：采用扫描电镜、透射电镜、原位纳米力学测试系统、能谱分析和断口检验研究了一种改变了钒和磷 含量的40MnV钢的显微观组织和力学性能，以揭示机和嶙对中碳非调质钢的组织和性能的影响。
研究结果表明：钒和磷对中碳非调质钢均有明显的强化作用。
其强化机制为：钒的碳化物和氮化物的析出强化，磷的铁素体固溶强化，以及钒和磷抑制先共析铁素体生成，从而增加珠光体含量所产生的复合强化。
此外，钒和磷还能适当促进中碳非调质钢再结晶时的晶粒长大。
关键词：钒;磷；中碳非调质钢；微观组织；力学性能中图分类号:TG142.1 文献标识码：A 文章编号=1008-1690(2018)03-0012-06 Effect of VanadiumandPhosphorus onMicrostructures andMechanicalProperties of Medium-Carbon Non-Quenched and Tempered SteelLIU Xiangjiang1 , ZHANG Yanjun2, HUANG Zongze1(1. Research Institute , Baoshan Iron & Steel Co. , Ltd. , Shanghai 201900 , China;2. State Key Laboratory of Advanced Special Steel , School of Materials Scienceand Engineering,Shanghai University , Shanghai 200072 , China)Abstract ：Microstructures and mechanical properties of a type of 40MnV steel contents were changed w ere investigated by means of scanning electron microscope , transmission electron microscope , optic microscope , i n-situ nanomechanical test system , energy dispersive spectrdmeter , and fracture testing for the purpose of discovering the effect of vanadium and phosphorus on stru carbon non-quenched and tempered steel. The results show that both vanadium and phosphorcs may render the strengths of the medium-carbon non-quenched and tempered steel much higher. The mecha is strengthened by vanadium a nd phosphorcs is precipitation strengthening of carbide and nitride of vanadium , solution strengthening of phosphorcs in ferrite , and their complex strengthening that stems from pro-eutectoid ferrite formation being inhibited t hereby increasing amount of pearlite. In addition , vanadium and phosphorcs can promote grain growth in the medium- carbon non-quenched and tempered steel during recrystallization Key words：vanadium; phosphorcs; medium-carbon non-quenched and tempered steel; microstructure; mechanical property中碳非调质钢是在中碳锰钢的基础上加入适量 的V、N b和T i等合金元素而获得的一种结构钢，采 用控轧控冷等工艺，即可无需进行调质处理使其在 锻造或轧制后达到调质钢的力学性能[12。
钒微合金化对高性能4J32合金微观组织和性能的影响
航天返回与遥感第44卷第1期144SPACECRAFT RECOVERY & REMOTE SENSING2023年2月钒微合金化对高性能4J32合金微观组织和性能的影响马逵1张腾中2,3王方军2,3,*王东哲2,3甄大崴1（1 北京空间机电研究所，北京100094）（2 重庆材料研究院有限公司，重庆400707）（3 国家仪表功能材料工程技术研究中心，重庆400707）摘要随着空间光学遥感器性能的发展，对光机结构的力、热稳定性提出了更高的要求，而材料性能的提升是提高结构稳定的重要技术途径。
文章研究了钒（V）微合金化超因瓦（4J32）合金在不同锻造温度和热处理过程中合金的微观组织、一次碳化物、晶粒度及性能的变化。
结果表明，通过向4J32合金中添加0.1%的微合金元素V，采用真空感应熔炼+电渣重熔的冶炼工艺，并将终锻温度控制在850℃，经过800~850℃固溶处理，产品显微组织更加均匀，具有较高的强度和较低的热膨胀系数，满足了空间光学遥感器支撑结构的力、热稳定性要求。
关键词超因瓦合金钒微合金化固溶处理热膨胀系数空间光学遥感器中图分类号: TG132.1; V447文献标志码: A 文章编号: 1009-8518(2023)01-0144-09 DOI: 10.3969/j.issn.1009-8518.2023.01.016Effect of Vanadium Microalloying on Microstructure and Propertiesof High Performance 4J32 AlloyMA Kui1ZHANG Tengzhong2,3WANG Fangjun 2,3,*WANG Dongzhe 2,3ZHEN Dawei1（1 Beijing Institute of Space Mechanics & Electricity, Beijing 100094, China）（2 Chongqing Materials Research Institute Co., Ltd., Chongqing 400707, China）（3 National Instrument Functional Materials Engineering Technology Research Center, Chongqing 400707, China）Abstract With the development of the performance of space optical remote sensor, higher requirements are put forward for the mechanical and thermal stability of optical and mechanical structures, and the improvement of material performance is an important technology to improve the structural stability. The changes of microstructure, primary carbides, grain size and properties of vanadium(V) microalloyed super-invar(4J32) alloy during different forging temperatures and heat treatment were studied in this paper. The results show that by adding 0.1% microalloy element V to 4J32 alloy, adopting the smelting process of vacuum收稿日期：2022-09-29基金项目：重庆市技术创新与应用发展专项（cstc2019jscx-fxydX0011）；国机集团重大科技专项计划（SINOMAST-ZDZX-2018-05）；工信部精准高效移栽装备产业化示范应用项目（TC210H02X）引用格式：马逵, 张腾中, 王方军, 等. 钒微合金化对高性能4J32合金微观组织和性能的影响[J]. 航天返回与遥感, 2023, 44(1): 144-152.MA Kui, ZHANG Tengzhong, WANG Fangjun, et al. Effect of Vanadium Microalloying on Microstructure and Properties of High Performance 4J32 Alloy[J]. Spacecraft Recovery & Remote Sensing, 2023, 44(1): 144-152. (in第1期马逵等: 钒微合金化对高性能4J32合金微观组织和性能的影响 145induction melting and electroslag remelting, and controlling the final forging temperature at 850 ℃, the product structure is more uniform, with higher strength and lower thermal expansion coefficient, which meets the requirements of force and thermal stability of the support structure of space optical remote sensor.Keywords super invar alloy; vanadium microalloying; solution treatment; thermal expansion coefficient; space optical remote sensor0 引言超因瓦（4J32）合金是在因瓦合金化学成分的基础上，通过以钴（Co）代镍（Ni）而得到的一种具有优良热膨胀系数的合金，其不仅塑性良好，还具有低温组织稳定、力学性能稳定的特点，最显著的特点是在环境温度（–60~80℃）内具有很低的热膨胀系数[1]。
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钒 微合 金化 中碳钢 微观 组 织及 力 学性 能 的对 比研 究
吴 毅 项 ， 彬 。孙 ， 跃 刘 鑫 贵 宋 子濂 许亚娟 ， ， ，
（ 哈 尔滨工 业大 学 ， １ 黑龙 江 哈尔滨 １０ ０ ； ５０１ ２ 中国铁道科 学研 究院 金属及 化 学研 究所 ， 京 １ ０ ８ ） 北 ０ ０ １
０ ５ ０． ７ ．２ ２
０． ２ ５ ０． ２
０ ０ ８３ ≤ Ｏ ２ ． ０ ．０
０． ０ ０ ４５ ｆ
注 ： 中 Ｃ 、 、 含量 均 小 于 ０ ３ 。 钢 ｒ ＮｉＡＩ ．０
含 量下 ， 要得 到强 度 和 韧性 的 良好 配合 ， 微 合 金 化 的 其
线 切割取 ０ ５ｍｍ 厚 的薄 片经 多 道双 面水 磨 、 ． 干磨
直至 ３ ￣５ ｍ 厚 ， ０ ０ 磨好 的薄 片通 过双喷 减薄仪 进行减
薄至 穿孔 ， 成薄膜 样 ， Ｈ一０ 制 在 ８ ０透 射 电子显 微 镜 下进
试 样 化 学 成 分 见 表 １ 其 中 １号 为 钒 微 合 金 化 中 碳 ，
合 金 化 中碳 钢 的强 韧 性 。 关键词 钒 微 合 金 化 ；中碳 钢 ； 韧 性 ； 出物 强 析
文献标志码 ： Ａ
中 图 分 类 号 ：Ｔ ¨ ３ １ Ｇ ．２
微 合金 化 技术 最 早 于 ２ ０世 纪 ６ ～７ Ｏ Ｏ年代 在 低 碳
钢扁 平材 轧制 生产 中得 到应用 ， 它通 过添 加铌 微合 金 化
摘 要 通 过金 相分 析 、 Ｅ 扫 描 电 子 显微 镜 ） ＴＥ 透 射 电 子 显 微 镜 ） 察 和 Ｘ 射 线 衍 射 相 结 合 的 方 法 对 比分 Ｓ Ｍ（ 、 Ｍ（ 观
析 了 添加 钒 微 合 金 化 元 素 前 后 中碳 钢 显 微 组 织 和 力 学性 能 的变 化 情 况 。研 究 结 果 表 明 ： 微 合 金 化 中 碳 钢 综 合 力 钒 学 性 能 改善 效 果 显 著 ， 晶 强化 是 其 最 主 要 的强 韧 化 方 式 ； 渗 碳 体 片 层 问 的 铁 素 体 上 分 布 有 大 小 约 为 几 十 到 一 细 在 百 纳 米左 右 的析 出物 ， 主要 为 Ｖ 碳 化钒 ） Ａ１ 氮化 铝 ） 渗 碳 体 片 层 出现 了 碎 化 ， 也 在 一 定 程 度 上 改 善 了 微 Ｃ（ 和 Ｎ（ ， 这
第 ３ Ｏ卷第 ３ 期 ２１ ０ ０年 ６月
铁 道 机 车 车 辆
ＲＡＩ ＡＹ ＯＭ ＯＴＩ Ｉ Ｗ Ｉ ＯＣ ＶＥ ＆ ＣＡＲ
Ｖ ｏ ． ０ ＮＯ． １３ ３
Ｊｎ ｕ．
２ １ ００
文章 编号 ：０ ８ ８ ２（０ ０ ０ —０ ４ —０ １ ０ —７ ４ ２ １ ） ３ ０ ８ ３
１ ２ 力 学 性 能 测 试 ． 根 据 ＧＢ Ｔ ２ ０ ２ 金 属 材 料 室 温 拉 伸 试 验 方 ／ ２ ８２ ０ 《
法 》 ＧＢ Ｔ ２ ９２ ０ ＜ 属材 料 夏 比摆 锤 冲击 试 验 方 和 ／ ２ —０ ７ 金 ＜
法 》 在 ｗ Ａｗ— ０ 电 伺 服 万 能 试 验 机 上 进 行 拉 伸 性 ， Ｙ５ ０
生 产条件 大不 相 同 ， 使 得 中碳 钢 微 合 金 化 直 到 ２ 这 ０世 纪 ８ Ｏ年 代才逐 步开展 研究 ｌ 。 ＿ ２ ］ 中碳 微合 金化钢 的发 展 目前 较不 平 衡 ， 生产 应 用 在 方 面 的进 展赢 得 了更 多 的重视 ， 而关 于微 合金 元 素单 一 或复合 添加对 显微组 织 以及强 韧化 机制 的影 响 、 热加 工
Ｎｅ ｐ ｏ２ 光 学 显 微 镜 和 菲 利 浦 Ｑｕ ｎ ａ４ ０型 扫 描 电 ｏ ｈｔ１ ａｔ ０
镜 下分别 观察 金相组 织 。
１ ４ 析 出 物 观 察 和 分 析 ．
优化 和应用 提供 试验 和理论依 据 。
１ 试 验 材 料 和 试 验 过 程 １ １ 试 验 材 料 ．
１ ３ 显 微 组 织 观 察 ．
竺
一
响 ］ 。本文采 用光学 显微 镜 、 描 电镜 和透 射 电镜 以及 扫 ｘ射线衍 射仪 相结合 的方 法 ， 钒微 合 金化 中碳 钢 中析 对
出物 的 形 貌 、 构 、 布 特 征 进 行 了 研 究 ， 其 组 织 性 能 结 分 为
取金 相 试 样 研 磨 抛 光 ， ４ 硝 酸 酒 精 腐 蚀 ， 用 在
能试 验 ， ＷＳ ０ ０型冲击试 验 机进行 室温 冲击值 的测 用 Ｐ３
定。
表 ２ 试 样 力学 性 能
工艺 的优选等 固态 相变 的基 础 理论 研 究 方 面做 的还 不
是很 深人ｌ 。 ３ ］
微 合 金 化 元 素 在 钢 中 应 用 的 基 本 原 理 在 于 其 在 钢
中 的固溶 和沉淀 作 用 ， 其是 微 合 金 化元 素与 碳 、 的 尤 氮 交互作 用 ， 生 了诸 如 晶粒细 化 、 出强 化 、 产 析 再结 晶控制 等一 系列次生 作 用 。大量 研 究 表 明 微 合金 化 钢 中析 出相 的 形 貌 、 构 及 分 布 对 材 料 性 能 具 有 重 要 的 影 结
钢试 样 ， 为 普 通 中碳 钢 试 样 ， 处 理 过程 均 为两 次 ２号 热
行 观察 ； 通过 低温 电解及 过 滤 来分 离 、 收集 获 得 钢 中 的
析 出相 ［ ， ６ 采用 菲利浦 ＡＰ 一０型 Ｘ射线 衍射 仪进 行衍 ］ Ｄ１ 射 分析 。
编 号
１
２
表 １ 试 样 的化 学 成 分
Ｃ Ｓ ｉ Ｍｎ
０ ７ ．７
０ １６ ．
Ｐ
００９ ． ０
０ ０ ３ ． １
Ｓ
００６ ． ０
０． ０ ０ ５
Ｎ
Ｖ
并结 合低 温控 轧技术 得 到细小 的铁 素体 晶粒 ， 到 了强 达
韧 性 的最 佳 匹 配 口 。 然 而 对 于 中 碳 钢 而 言 ， 较 高 的 碳 ］ 在