1、會計學1材料加工組織性能控制（第四章材料加工組織性能控制（第四章圖4-1 中碳化物和氮化物的溶度積 特點：(1) TiN： VC： NbC和TiC：(2)晶格結構：Al，其余元素；(3)氮化物與碳化物的比較；(4)含鈦鋼：首先形成氮化鈦。第1頁/共33頁圖4-2 晶粒尺寸與加熱溫度的關系特點：（1）鈮鋼：（2）釩鋼和Si-Mn鋼：（3）鈦鋼：機理：沉淀對奧氏體晶粒邊界起釘扎作用使鈦鋼具有高于1250的極高的晶粒細化溫度。第2頁/共33頁1260C ：保溫30min，Nb(C、N)全部溶解。第3頁/共33頁在軋制前，從固溶體中析出Nb(C、N)數量很少。出爐后尚未變形第4頁/共33頁圖4-3 鋼

2、中析出Nb量與變形變量和變形后停留時間的關系Nb(P)：在沉淀相中的Nb量占鋼種Nb量的% 為未變形的奧氏體；為形變量43%；為形變量73%第5頁/共33頁高溫、低溫析出都很慢。第6頁/共33頁控制軋制就是應用這種微細的Nb(C、N)析出質點固定亞晶界而阻止奧氏體晶粒再結晶，達到細化晶粒的目的。第7頁/共33頁（5）在鐵素體內相變后內剩余的固溶鈮繼續析出，質點大小決定于冷卻速度。（6）冷卻到室溫，1015左右的鈮未從鐵素體中析出。(4) 奧氏體向鐵素體轉變過程中碳氮化物在和中的溶解度不同相變后，產生快速析出。相間析出（相間沉淀）：冷卻速度大、析出溫度低相間沉淀排間距小析出質點也小。析出時間長質

3、點長大。第8頁/共33頁圖4-6 在含有0.06%C、0.041%Nb和0.0040%N的鋼中，變形量對沉淀的影響1-67%變形；2-50%變形；3-33%變形；4-17%變形隨變形量增加，析出量增加。 開始隨時間增長而增加，但很快達到飽和。第9頁/共33頁圖4-7 溫度-時間-沉淀動力學曲線、形變對沉淀動力學的影響規程1：在再結晶區變形、發生了再結晶規程2：附加有未再結晶區變形、未發生再結晶1）析出量相等時，未再結晶區軋制所需時間短。原因：2）析出量一定時，在高溫所需等溫時間短，低溫所需等溫時間長。第10頁/共33頁曲線鋼號鈮，%氮，%碳，%鉬，%123476320D43D4532675A0

4、.040.040.050.0450.0030.0080.0050.0060.190.100.120.10-0.230.17圖圖4-8 鈮鋼經鈮鋼經50%變變形后在形后在900 C C 時的沉時的沉淀圖淀圖不同成分的鋼隨析出時間增加析出量都增加，但鋼的成分不同，析出量不同。第11頁/共33頁圖4-9 碳化物及氮化物形成元素的含量對奧氏體晶粒粗化溫度的影響作用：鈮、鈦含量在0.10%以下時，可以提高奧氏體粗化溫度到1050-1100C，作用明顯。釩在小于0.10%時，阻止晶粒長大的作用不大，當鈮和釩含量大于0.10%時，隨合金含量的增多粗化溫度繼續提高，當含量達到0.16%時則趨于穩定，粗化溫度不

5、再提高。NbVTi第12頁/共33頁圖4-10 鈮對三種基本成分相同鋼的奧氏體晶粒度的影響（1小時加熱到1250C)第13頁/共33頁圖4-11 不同含鈮量的0.002%C-1.54%Mn鋼中，鈮含量對軟化行為的影響含鈮量增加，再結晶開始時間顯著延長。含碳0.002鋼中，幾乎所有鈮原子均會固溶，會延遲回復和再結晶的發生。第14頁/共33頁圖4-3 中的靜態再結晶動力學(a)Si-Mn鋼；(b)含0.04%Nb的鋼預應變為0.50圖4-4 中的靜態再結晶動力學(含0.08%Ti的鋼；(b)含0.10%V的鋼 變形溫度900C預應變為0.50第15頁/共33頁圖4-12 含鈮或不含鈮的0.002%

6、C-1.56%Mn鋼的軟化行為與溫度的關系而對于含鈮鋼，隨溫度的下降，再結晶開始受到顯著延遲。 第16頁/共33頁圖4-13 含鈮0.097%的鋼中，溫度和含碳量對軟化行為的影響含碳較高的鋼在900C和850C時，軟化速率比含碳低的鋼慢得多，而在1000C時，這兩種鋼幾乎表現出相同的軟化行為。 第17頁/共33頁圖4-14 0.002%C-0.097%Nb鋼、0.006%C-0.097%Nb鋼和0.019%C-0.095%Nb鋼于900C時，碳氮化鈮應變誘發沉淀析出的過程第18頁/共33頁圖4-15 0.002%C鋼、0.002%C-0.097%Nb鋼和0.019%C-0.095%Nb鋼的再結

7、晶-速度-溫度-時間和沉淀析出-溫度-時間曲線的疊加溶質鈮只有在應變誘發沉淀出現時，才能起到延遲回復和再結晶作用。 第19頁/共33頁機理：1）合金元素偏析于晶粒邊界而引起的溶質原子的拖拉作用；2）合金元素的碳氮化合物在晶界沉淀而引起的釘扎作用。圖4-9 實驗鋼1000C變形時真應力-真應變曲線第20頁/共33頁圖4-10 1000C終軋后晶粒再結晶面積百分率與析出Nb量的關系第21頁/共33頁圖4-11 鈮對含有0.05%C、1.8%Mn鋼再結晶速度的影響第22頁/共33頁圖4-13鈮對奧氏體再結晶臨界壓下率的影響（1道次）1-加熱溫度1250C，0.13%Nb，晶粒度：1.7級2-加熱溫度

8、1250C，0.03%Nb，晶粒度：2.8級3-加熱溫度1150C，0.03%Nb，晶粒度：2.4級4-加熱溫度1250C，不含Nb，晶粒度：0.4級第23頁/共33頁圖4-19 添加元素對再結晶所必需的臨界壓下率的影響第24頁/共33頁圖4-15 在普碳鋼和含鈮鋼中，單道次的變形量和變形溫度對再結晶奧氏體晶粒尺寸的影響圖4-14 鈮對熱軋1道次后的再結晶晶粒度的影響（不含鈮鋼和含0.03%鈮的鋼的基本成分相同）1-加熱狀態下含0.03%Nb的鋼2-加熱到1250C后壓下65%并且再結晶終了的不含鈮鋼3-加熱到1250C后壓下70%并且再結晶終了的含0.03%鈮鋼第25頁/共33頁第26頁/共

9、33頁圖4-16 含鈮鋼在變形50%以后等溫時間內的再結晶與沉淀（0.10%C、0.99%Mn、0.04%Nb、0.008%N）1-100%再結晶；2-50%再結晶；3-0%再結晶；4-20%沉淀；5-50%沉淀；6-75%沉淀；7-100%沉淀第27頁/共33頁圖4-5 強度和韌-脆轉變溫度與含鈮量和含鈦量的關系鈮的碳化物或氮化物和碳化鈮引起的晶粒細化和沉淀硬化。后者的強化效果與加熱時溶解的鈮或鈦的含量有關。實 驗 條 件 ： 0 . 1 0 % C 0.25%Si1.50Mn，加熱溫度及終軋溫度分別為1100和780，900以下的總壓下率為70。 第28頁/共33頁圖4-6 0.035%N

10、b鋼和0.15%Mo-0.035%Nb鋼，強度和韌-脆轉變溫度與含鈮量和含釩量的關系第29頁/共33頁(1)Nb：晶粒細化和中等的沉淀強化。含量萬分之幾，增大含量不會引起重大改進。(2)Ti：含Ti量強烈的沉淀強化 產品的強度 ，晶粒細化是中等的。含量高時：(3)V：中等程度的沉淀強化和較弱的晶粒細化，與它的重量百分比成正比。第30頁/共33頁圖4-28 鈮和釩對20mm厚的控制軋制鋼板屈服強度和缺口韌性（用夏比V型缺口，50%纖維狀斷口轉變溫度來測量）的影響1-無Nb；2-0.04%Nb；3-0.08%Nb；4-無V第31頁/共33頁1-0.03%Nb,0.15%Cr,0.04%V,0.30%Ni；2-0.03%Nb,0.04%V,0.20%Cr,0.20%Cu；3-0.03%Nb,0.04%V,0.20%Cr；4-0