微钛固氮降低含铌钢皮下裂纹敏感性的机理

作者:郑万; 寇锦荣; 李烈军; 王冠; 万翔; 刘辰生
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降低含铌低合金钢板坯的裂纹敏感性是实现热装热送工艺的必要条件。为了揭示微钛固氮降低含铌钢皮下裂纹敏感性的机理,采用超高温激光共聚焦显微镜(HT CLSM)和透射电镜(TEM)研究了含铌低合金钢板坯(Q390、Q390GJD)不同钛含量的晶粒度和沉淀特征。热力学计算和TEM试验结果表明,增加钢中的钛含量(从0.010%增加到0.023%)可提高氮化钛颗粒的析出温度(大于1400),高温下析出的细小分散的氮化钛颗粒可钉住奥氏体晶界,细化高温钢坯的晶粒度(从4级细化到6.5级),粒径减小44%左右,氮化钛颗粒优先析出固氮,降低了铌碳氮化物和氮化铝的初始析出温度。作为异质形核的核心,它抑制了铌和铝沉淀在晶界的沉淀概率,并降低了晶界沉淀脆化的风险。通过析出温度、析出位置和晶粒细化,有效地减小了含铌钢第三脆性温度槽的宽度和深度。同时,高温提高了21.3%~27.5%,板坯皮下裂纹的发生率降低了80%以上。为避免含铌钢坯由于晶界链状析出而产生热装轧制裂纹,钛含量应控制在0.015%~0.020%的合理范围内。