氮對含鈮20MnSi鋼組織演變的影響

  過去,鋼鐵材料中的氮一直被認為是有害元素,因為氮會降低鋼的沖擊韌性、可成形性和焊接性能,煉鋼時總是希望將其質(zhì)量分數(shù)控制到最低。而如今,氮作為一種豐富廉價的合金元素,被成功應(yīng)用到高氮不銹鋼、釩微合金鋼等領(lǐng)域。在高氮不銹鋼中,氮能有效替代昂貴的鎳元素并提高鋼的強度和耐腐蝕性能。釩微合金鋼中,增氮能有效改變釩的相間析出,提高釩的析出率,達到細化晶粒和提高強度的作用。

  研究了不同冷速條件下氮對鈮微合金化20MnSi鋼組織演變的影響。試驗鋼經(jīng)1200℃全固溶處理后快冷至Ac3,然后分別以200、100℃/h速度冷卻至室溫。對試樣進行了OM、SEM和TEM觀察。

  結(jié)果表明:鋼中細小Nb(C,N)粒子在原奧氏體晶內(nèi)高密度位錯區(qū)的密集析出導(dǎo)致貧碳區(qū)的形成,進而激發(fā)針狀鐵素體的形核長大。鈮微合金鋼增氮后能有效抑制鋼中針狀鐵素體的生成,促進等軸鐵素體的生成和珠光體球團的細小均勻化,同時珠光體退化傾向減弱或消失。