论文部分内容阅读
本文基于Thermo-Calc热力学软件及其TCFE（6TCS Steel/FE-Alloys Database（Version6.0））铁基数据库绘制了V钢（%：C<0.14，V0.05，Ti<0.03，N=0.0157）和Nb钢（%：C<0.13，Nb=0.05，Ti<0.02，N<0.013）的二元相图，并对钢的析出相组成，相元素组成，及C、N等元素对平衡析出相的影响进行了研究；利用软件对V-Nb钢（%：C<0.13，V=0.03，Nb=0.03，Ti<0.02，N<0.013）的平衡相和钢中MX的相组成进行了计算。最后结合以V代Nb对钢中V、Nb的交互作用进行了探讨，主要研究结果如下：1、利用Thermo-Calc热力学软件计算得知，V微合金钢中的主要平衡相为MnS、AlN、FCC_A1#2、FCC_A1#3，其中FCC_A1#2、FCC_A1#3为Ti、V的碳氮化物。钢中微量的V存在于高温下的奥氏体中的（TiV）（CN）相中，但V主要存在于γ→α相间析出的V（CN）相中。TEM实验与EDX结果很好的验证了Thermo-Calc的计算结果。2、利用软件计算了C、N、V对V（CN）相析出行为的影响，结果显示C含量变化对V（CN）的析出行为几乎不产生影响；V作为主要组成元素，产生的影响非常明显；N对V（CN）析出温度的影响较大，别是N含量由0.02%增加到0.03%时，V（CN）的析出温度升高了131℃；在进行合金设计时，应该综合三种元素的作用，在保证成本较低的前提下，尽量把N元素作为主要优化对象。3、利用Thermo-Calc软件对Nb钢进行热力学计算，结果表明钢的四个平衡相析出温度由高到低依次为FCC_A1#2>MnS>FCC_A1#3>AlN， FCC_A1#2、FCC_A1#3为Ti、Nb的C、N化物。400℃时，Ti的析出相的化学计量式为TiC0.72N0.28；Nb的析出相的化学计量式为Nb0.92Ti0.08C，为NbC相。通过计算Nb、C、Ti、N对NbC相析出温度及析出质量分数的影响，得知除Nb对NbC析出行为影响很大之外，C、Ti、含量的变化对Nb的析出温度及析出质量分数影响很小，N的增加使Nb的相对析出量变大，提高了Nb的沉淀强化作用。4、利用软件对V-Nb合金钢进行热力学计算，结果表明钢中的MX相由T（iCN）、NbC、V（CN）三个相组成；以V代Nb的计算结果表明：Nb在钢中比V更易析出，Nb和V含量的变化对奥氏体区几乎没有影响；V代Nb后钢中MX相的析出温度升高，体积分数变大。通过计算MX相体积分数的变化，根据Orowan机制，在不考虑晶粒尺寸影响的情况下，V的添加使钢中析出的MX相体积分数更大，强化效果更好。