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鈮微合金化對含鈦SAE8620滲碳鋼奧氏體晶粒粗化行為的影響
發布人：上海艾荔艾金屬材料有限公司
更新時間：2013-08-27
? ? 在汽車用鋼生產中，開發和應用細晶的滲碳鋼是很有意義的，因為它可以提高滲碳溫度。通常的滲碳溫度為870-980℃，處理時間要數小時至一整天。提高滲碳溫度就可大大縮短處理時間。但高溫滲碳的主要障礙就是奧氏體晶粒的粗化。通常在950℃以上滲碳處理后還要作滲碳后處理來細化晶粒。因為細晶粒能改善機械性能，特別是抗疲勞性能。而滲碳后處理要求額外的處理時間和生產成本。因此有研究考慮加入某些合金元素來形成合適的析出物，用以抑制奧氏體晶粒的長大。但尚未有系統的研究考察析出物及其分布對滲碳過程晶粒粗化的影響。本研究考察Nb含量及熱機械加工歷程對含Ti的SAE8620鋼的奧氏體晶粒粗化行為的影響。
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在試驗用鋼的設計中，Ti的加入量根據N含量來確定，主要是用來形成TiN。而Nb的加入主要是為了形成NbC。這樣，對于含N量為0.008%的SAE8620鋼的Ti加入量為0.03%。試驗中，不同的Nb的加入量分別為0.02%，0.06%和0.1%。熱加工采用了常規軋制和控制軋制兩種方法。試驗用錠首先加熱至1230℃后，熱鍛成63.5mm厚的坯料。然后再加熱至1260℃保溫1小時后，分別進行常規軋制和控制軋制。常規軋制的最后三道軋制溫度低于1230℃，終軋溫度為1100℃。而控制軋制的最后五道軋制溫度低于927℃，終軋溫度為850℃。滲碳加熱溫度為950-1100℃。試驗結果表明，在化學成分設計時，加入Ti用來固定N，形成TiN；加入Nb用來固定C，形成NbC，是一種有效的抑制滲碳時奧氏體晶粒粗化的方法。為了在溫度達1050℃以上產生有效的抑制晶粒長大的作用，Nb含量至少要0.06%。試驗中含Nb量為0.1%的試樣的奧氏體晶粒最細。除了Nb、Ti的加入量以及滲碳溫度對奧氏體晶粒長大有影響外，熱機械加工歷程對晶粒長大的敏感性也有影響。控制軋制能形成滲碳前的更細的彌散分布的析出物，這會提高對晶粒長大的抑制力。