添加各种微量元素可以大幅度提高钢材强度和韧性的平衡。在这些元素混合添加的情况下,即使冷却速度相当慢(例如,在相当于空冷的情况下),B也能有效发挥作用,提高淬火性(相变温度下降),并使钢材强度明显提高。新日铁就Nb-B和Mo-B混合添加时钢材机械性能的改善和淬火性提高的机理进行了研究,下面就由贤集网小编我来给大家简单的讲解一下!
根据Nb-B和Mo-B混合添加对0.05%C系中间水冷型冷轧钢板(20mm)的抗拉强度和低温韧性的影响(钢板中心部的冷却速度为20℃/s)可知,B几乎不会影响C-Mn钢的强度,但会使钢的韧性下降。相比之下,Nb-B或Mo-B混合添加钢的强度和低温韧性的平衡比单独添加钢的大幅度提高。尤其是,Nb-B混合添加的效果大。B单独添加钢的显微组织以多边形铁素体为主,贝氏体的生成量少,而Nb-B或Mo-B混合添加钢会形成贝氏体单相组织,组织中能看到伸长的原始奥氏体晶界。在冷却速度没有直接淬火那么大的情况下,Nb-B或Mo-B混合添加是大幅度提高强度-低温韧性平衡的非常有效的办法。
对B单独添加、Nb-B或Mo-B混合添加钢加工后的连续冷却曲线比较可知,Nb-B或Mo-B混合添加钢的相变温度比B单独添加钢的小。根据采用线径迹蚀刻法(ATE)观察的B单独添加钢和Nb-B或Mo-B混合添加钢的B的分布可知,在B单独添加钢中能看到在原始奥氏体晶界中有粗大的B析出物(根据电子衍射可以判定为Fe23(C、B)6)。另一方面,在Nb-B或Mo-B混合添加钢中没有观察到B的析出物,在伸长的原始奥氏体晶界中存在着B的偏析。由此可知,添加B可以提高淬火性是由于B原子在原始奥氏体晶界中处于偏析状态,一旦生成粗大B析出物,就会使淬火性显著下降。
虽然目前有关这种混合添加可以提高淬火性(相变温度下降)的机理尚不明确,但Nb和Mo具有以下三种效果:①延缓B向晶界的扩散;②延缓B析出物向晶界的扩散;③减少B析出物中的B含量(Fe23(C、B)6)。可以预计今后通过高精度分析仪、第一原理计算和热力学计算并用一定会弄清楚。
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