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對(duì)3種不同含鈮量的高錳鋼進(jìn)行了一系列實(shí)驗(yàn),包括應(yīng)力張弛試驗(yàn)、物理冶金模型和原始奧氏體晶粒和析出物觀察。研究了鈮對(duì)再結(jié)晶和析出性能的影響。結(jié)果顯示在高錳高鈮鋼中存在一個(gè)新的從完全靜態(tài)再結(jié)晶導(dǎo)致晶粒細(xì)化的變形溫度范圍,然而,較細(xì)的初始晶??梢约铀倬徛耐耆o態(tài)再結(jié)晶歷程。在該變形溫度范圍內(nèi),析出效應(yīng)太弱無(wú)法有效地抑制完全靜態(tài)再結(jié)晶的形核,但是溶質(zhì)阻力仍大得足以放慢生長(zhǎng)速率。作為結(jié)果,在相對(duì)較低的溫度可以實(shí)現(xiàn)較短的孕育期和均勻的再結(jié)晶形核。由于在軋制低碳高錳高鈮管線鋼的過(guò)程中的溶質(zhì)阻力效應(yīng),晶粒粗化率很低。實(shí)驗(yàn)的結(jié)論是:
由于不存在析出,高錳高鈮鋼的再結(jié)晶連續(xù)進(jìn)行。隨著溫度的降低,由于回復(fù)低再結(jié)晶的驅(qū)動(dòng)力增大,同時(shí),由于晶界流動(dòng)性的降低,整個(gè)再結(jié)晶歷程變得更緩慢,導(dǎo)致更長(zhǎng)的孕育期和更長(zhǎng)的完成期。
由于高錳的添加,鈮的析出被延遲了。由于析出物的存在,再結(jié)晶在完成之前被中止了。一旦再結(jié)晶停止,已再結(jié)晶的晶粒和未再結(jié)晶的晶粒都開始生長(zhǎng)和粗化,導(dǎo)致產(chǎn)生必須予以避免的混合晶粒組織。實(shí)驗(yàn)結(jié)果還顯示由于析出導(dǎo)致晶粒粗化增強(qiáng),消除了鈮的固溶。
在1273K(1000℃),情況取決于鈮的含量。含鈮量為重量百分比0.1%的鋼,應(yīng)力-松弛曲線并不顯示任何由緩慢再結(jié)晶引起的明顯的軟化,而在這一期間的確發(fā)生了再結(jié)晶,沒(méi)有觀察到析出。較高的溶質(zhì)鈮能減緩再結(jié)晶晶界的流動(dòng)性,因此,它能有效地抑制晶粒粗化。
較細(xì)的初始晶??梢约铀凫o態(tài)再結(jié)晶,但是如果析出發(fā)生在再結(jié)晶結(jié)束之前,就會(huì)發(fā)生部分再結(jié)晶。同時(shí)析出導(dǎo)致固溶鈮的消除,由此增加了晶界的流動(dòng)性,產(chǎn)生了混合晶粒組織。
在大約1273K(1000℃)變形之前細(xì)化晶粒,0.1%鈮鋼的再結(jié)晶會(huì)在很短的時(shí)間內(nèi)完成,由于固溶鈮的溶質(zhì)阻力晶粒粗化也相對(duì)較慢。結(jié)果,在終軋之前會(huì)產(chǎn)生均勻且細(xì)小的晶粒,在軋制過(guò)程中晶粒會(huì)被完全壓扁均勻化,由此導(dǎo)致更細(xì)小、均質(zhì)、有效的晶粒。這一原始奧氏體晶粒條件的改進(jìn)對(duì)鋼的最終性能會(huì)有很大的正面影響。
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