利用沉淀模型开发CSP高强度钢

1前言成本的降低以及可以生产出薄的热带等优点使人们产生了将HSLA和TRIP这类高强度钢从综合钢厂转移至CSP生产线上进行生产的想法。对于热轧HSLA和TRIP钢种而言，Nb是一种很重要的合金元素。CSP生产参数和Nb(C，N

1前言成本的降低以及可以生产出薄的热带等优点使人们产生了将HSLA和TRIP这类高强度钢从综合钢厂转移至CSP生产线上进行生产的想法。对于热轧HSLA和TRIP钢种而言，Nb是一种很重要的合金元素。CSP生产参数和Nb(C，N)沉淀状态之间的关系对获得目标性能极为重要。此项研究阐明了CSP生产中的各种热机械处理对电炉钢中的Nb(C，N)沉淀的影响。电炉钢通常具有较高的杂质含量。通过不同的热处理过程确定了增加的N含量对Nb(C，N)溶解度温度的作用。同时还确定了Cu、Ni和Cr的效果。将该结果与开发用于描述平衡沉淀状态的模型的预测结果进行比较。2模型制作OCAS开发了一种称之为Phedre的模拟工具，它能计算相和沉淀物的平衡条件。该软件根据CALPHAD法以吉布斯自由能的极小化为基础。用递归过程测试各子系统，并用Lagrange乘数和NeWTOn—Raphson法解决非线性问题。以亚点阵模型和文献中的数据为基础描述各种相。本文中，该模型用以测定试验装置和实际生产线中的热循环之效果。相变特性以及混合(Nb，Ti)(C，N)的形成也由该模型计算得出。3试验3.1第一步研究：HSLA钢种(1)材料选择一种工业Nb基微合金化钢作研究以确认这种模型的有效性。为了避免显著的共沉淀，Ti仅作为一种残余元素存在。(2)平衡沉淀状态为了确定平衡特性，于900、1000、1050、1100、1150和1200℃时完成等温循环，最高温度与最低温度的保持时间分别为80min和1475min以确保完全平衡。(3)动力学用试验方法测定成核及生产速率。试样在真空下密封于石英管内，在1250℃时预热30min以使Nb回到溶液中。其中一个试样被水淬，其余试样在900℃时等温保持3、10、100和1100min。从在没有绝缘但带有热电偶的试样上进行的虚拟测量中发现，达到温度的瞬变时间小于20s，因此可以假定平均冷却速度约为20℃/s。(4)样品分析用电解法从钢基体中萃取颗粒。在孔隙直径为20nm的氧化铝过滤器上进行过滤。根据以往的试验，我们知道，通过随后过滤，可滤掉最小5～10nm的沉淀物。3.2第二步研究：TRIP钢种考虑到平衡模型在HSLA钢种上得以证实(参看第一步研究结果)，它可用于预测第二步研究的TRIP钢种的平衡条件。模型结果用于确定使用CSP生产线的热机械循环的试验室试验。在CSP生产线中，材料被垂直浇铸并朝着水平位置弯曲以便在凝固期间进入均衡炉，这就在材料中引起了2的平均变形。由于这种变形可能对促进核化很重要，因此被包括在试验室小型钢厂模拟内。对5.3m/min的传统铸速，凝固过程使用约5℃/s的冷却率。之后，材料在均衡炉内均质化。就128m的典型炉长以及5.3m/rain的铸速而言，工业实践和这些试验室模拟中使用的均衡时间均为24min。均质化后施加3O的变形以模拟热轧机的首次压缩比。为检查每道生产步骤的效果，每道步骤中都制出淬火样品。5结语把热轧HSLA和热轧Si—NbTRIP钢的生产从综合生产过程中转移至电炉供料的小型钢厂生产线需要考虑以下几点：(1)根据模型及ICP—MS结果，在均衡炉内，于1050—1150℃时，较高的N含量使(Nb，Ti)(C，N)更易沉淀。(2)TEM结果显示，较高的Cu含量导致作为(Nb，Ti)(C，N)晶核的大且细CuS的形成，由此发生更多沉淀。(3)TEM结果还显示，对于高Cu和N钢种，在进入热轧机前，使用高的均衡炉温度并不足以完全抑制(Nb，Ti)(C，N)沉淀。用热扭转试验测得Tnr温度位置也显示，如果热轧始于足够高的温度(1150℃)，那么，在第一个热轧步骤中发生再结晶应该是可能的。对材料B，在随后的轧制步骤中也产生累积作用，但需要证明，获得化学性质B所需要的铁素体量。(4)“传统”和“小型钢厂”不同的化学过程的沉淀状态似乎对再结晶停止位置和7一a转变位置并不很重要。这是一个重要结果，因为这些温度还为HSLA和TRIP决定最佳的热轧程序表。(5)由于N含量较高，所以在进入轧机时，必须补偿溶液中损失的Nb，可以考虑在这种TRIP钢种中采用微合金元素。（来源：炼钢）