随着应用行业的快速发展以及钢材使用环境的极端化,对钢铁材料的综合性能提出了更高的要求,不仅要求更高的强度,还要具有良好的韧性。钛微合金钢中TiC粒子的形变诱导析出的可以起到显著的细晶强化效果,改善韧性;等温处理过程中TiC的等温析出,可以起到显著的沉淀强化作用。本文利用Gleeble-3800热模拟机模拟钛微合金钢的轧制过程,采用应力松弛法,通过控制变形温度、变形量、和保温时间,研究了钛微合金钢形变诱导析出规律以及与再结晶之间的关系;结合等温处理,研究了钛微合金钢形变诱导析出与等温析出的关系,为实际生产过程中控轧控冷工艺的制定提供实验依据。论文的主要研究内容与结果如下:(1)研究了钛微合金钢的形变诱导析出规律。不同实验参数下的应力松弛曲线大致分为三个阶段,再结晶过程会在形变诱导析出的影响下而受到抑制,在曲线上表现为一段应力平台。形变诱导析出的PTT曲线呈典型的“C”形,随着变形量的加大,最快析出的鼻尖温度由910℃降低到900℃,析出开始时间由65 s缩短至50 s,析出开始的孕育时间减少,最快析出的结束时间由790 s延长到了1180 s。(2)钛微合金钢的形变诱导析出动力学曲线呈典型的“S”形,析出相在900℃时有最短的形核孕育期。钛微合金钢的形变诱导析出过程和再结晶过程是同时存在、相互竞争的,这些过程的相对优势取决于再结晶的驱动力和析出物钉扎位错所产生的阻滞力。形变诱导析出后奥氏体晶粒细化明显,在大变形量下,奥氏体晶粒尺寸都会有所减小。(3)结合等温处理研究钛微合金钢形变诱导析出与等温析出的关系。钛微合金钢等温处理前后室温金相组织主要由准多边形铁素体(PF)和粒状贝氏体(GB)组成,未等温处理的实验钢中粒状贝氏体的体积分数较多,而经等温处理的实验钢中,粒状贝氏体的体积分数大幅度减少。(4)EDS分析表明钛微合金钢热变形过程中产生的析出相为TiC。等温处理后的实验钢中存在两种尺寸的TiC粒子,形变诱导析出的TiC粒子尺寸较大,在10 nm以上;等温析出的TiC粒子,尺寸较小,约3~6 nm。(5)力学性能的测试分析。未等温处理的实验钢,随着变形后保温时间的增加,实验钢的屈服强度会先升高再降低。经过等温处理实验钢的屈服强度要明显高于未等温处理的实验钢,等温处理的实验钢,实验钢的屈服强度随变形后保温时间的增加呈现一个不断降低的趋势,这表明TiC在奥氏体中形变诱导析出与其在铁素体区等温析出存在明显的竞争关系,而形变诱导析出越充分,TiC等温析出所导致的沉淀强化效果越弱。(6)TiC的形变诱导析出控制在工业生产上的应用。钛微合金钢的生产可以采用两阶段控制轧制技术,尽可能采用大变形量和合适的轧制温度,轧制温度建议控制在900-920℃,等温温度应控制在600℃左右。为了实现钛微合金钢的强韧性配合,需要制定合理的轧制工艺和等温处理工艺,促进形变诱导析出与等温析出的良好配合,有效的发挥TiC细晶强化和沉淀强化效果。