随着国家工业化水平的日益提高,对综合性能优异的钢材需求越来越广。Ti微合金钢因其本身所具有的优良性能以及相对低廉的价格,受到越来越多的关注。但是,由于Ti比较活泼,易与O、S等杂质元素结合形成夹杂物,从而降低了Ti在钢中作用的发挥;此外,TiC的析出具有较高的温度敏感性,可能导致钢板性能出现波动。针对这些问题,研究者普遍采用Ti与Nb、V、Mo等复合微合金化的方式去改善。但同属于微合金化元素,Zr对Ti微合金钢影响方面的研究报道还很少。因此,本文针对Ti、Zr-Ti两种微合金钢,通过理论计算和热处理、热模拟的实验方法,利用金相显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)等,研究Zr对Ti微合金钢奥氏体化及Ti的碳氮化物固溶的影响、Zr对形变奥氏体中析出与再结晶的影响规律。通过热力学模型计算得到Zr-Ti钢中相互作用系数为,εZrTI =-0.976 +166.15/T、εZrZr=-1.07 + 190.06/T、εCZR=-0.387-2.08/T、εNZr=18.9-184.41/T;说明Zr可以降低Ti、C在铁基体中的活度,提高其在奥氏体中的固溶度;升高了 N在铁基体中的活度,降低其在奥氏体中的固溶度。不同均热温度下Zr对Ti微合金钢奥氏体化及Ti的碳氮化物固溶的影响实验结果表明,在1150℃时,Ti钢中的TiC可能仍处于溶解阶段,1200～1250℃时,两种试验钢中的TiC均完全溶解于奥氏体中,Zr·的加入促进了试验钢的奥氏体均匀化,同时也细化了奥氏体晶粒。Ti钢中存在着Ti4C2S2,Zr-Ti钢中存在着(Mn,Zr)S等硫化物;两种试验钢中均存在着大、小尺寸的氮化物;大尺寸氮化物导致试验钢的塑性、韧性及成形性能恶化,要避免形成;小尺寸的氮化物则对细化奥氏体晶粒有重要作用。应力松弛实验的结果表明,两种试验钢奥氏体中微合金碳氮化物的析出-时间-温度(PTT)曲线均呈典型的“C”曲线;最快析出温度均在925℃左右;低温下Zr延迟了含Ti的碳化物析出。双道次压缩实验结果表明,两种试验钢的静态再结晶动力学模型分别为,Ti钢:X =1-exp[-0.693(t/t0.5)0.715]、r-Ti钢:Xs=1-exp(-0.693(t/t0.5)0.786];两种试验钢的静态再结晶激活能分别为,Ti钢:142.292KJ/mol,Zr-Ti钢:115.052KJ/mol;形变奥氏体组织与软化分数—时间曲线保持较好的吻合性;Zr的加入可以提高Ti钢的变形抗力,有效的抑制奥氏体变形。应变诱导析出相的分析结果表明,Ti钢中的应变诱导析出相为TiC,Zr-Ti钢中的应变诱导析出相为(Zr,Ti)C;应变诱导析出相以晶界形核为主,部分会在未溶相周围形核长大,应变诱导析出相的存在阻碍再结晶的进行;Zr加入到Ti钢中得到尺寸较大的(Zr,Ti)C颗粒,相对于Ti钢来说,静态再结晶更易进行。