【摘 要】
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S355钢作为一种应用广泛的结构钢,其产量与需求量非常巨大。目前,国内钢厂面临节能限产的迫切要求,简化生产流程、提高生产效率变、降低生产成本成了S355钢生产过程中面临的非常严峻的问题。鉴于此,本文以Ti、Nb微合金化的S355钢为研究对象,使用热力学软件对给定成分的实验钢进行模拟计算,并根据计算结果进行晶粒长大实验和热送热装实验,通过微观组织观察及力学性能测试,获得最佳热送热装和再加热工艺,以期
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S355钢作为一种应用广泛的结构钢,其产量与需求量非常巨大。目前,国内钢厂面临节能限产的迫切要求,简化生产流程、提高生产效率变、降低生产成本成了S355钢生产过程中面临的非常严峻的问题。鉴于此,本文以Ti、Nb微合金化的S355钢为研究对象,使用热力学软件对给定成分的实验钢进行模拟计算,并根据计算结果进行晶粒长大实验和热送热装实验,通过微观组织观察及力学性能测试,获得最佳热送热装和再加热工艺,以期对S355钢的生产工艺的制定提出一定的理论指导。本文的研究结论如下:（1）相较于Nb微合金化的S355钢,Ti+Nb微合金化后的S355钢由于Ti元素的加入使得钢中第二相回溶温度由1113℃升高至1137℃,Ti N在高温下的存在起到了明显的钉扎晶界的效果,从而起到高温状态下细化晶粒的作用,而Ti元素对密度、比热容、线膨胀系数和热导率等热物性参数的影响有限,这些热物性参数随温度变化而发生的突变均在约650℃～850℃温区内,因此两种实验钢的各种热物性参数差异不大;（2）加热温度对Ti+Nb微合金化的S355钢晶粒尺寸的影响大于保温时间,在1125℃以下保温15-55 min,随着保温时间的延长,奥氏体晶粒尺寸随之发生长大,达到稳态所需时间较长;而在1150℃以上,保温25 min即可使得晶粒变化行为趋于停滞,达到稳态,保温时间延长也不会使得晶粒发生较大变化,结合热力学计算可以得出这与第二相粒子的回溶行为有关,因此最佳再加热温度应为1150℃。Ti元素的加入使得S355钢在较高温度下仍有第二相Ti N粒子存在,起到良好的钉扎晶界作用,导致其在再加热过程中晶粒小于Nb微合金化的S355钢,Ti N可以有效抑制晶粒长大,而高温下Nb（C,N）的溶解趋于完全固溶,对于高温状态下的晶粒细化作用不大;（3）Ti元素的加入可以提高先共析铁素体的析出温度,根据热膨胀实验结果可知,Ti+Nb微合金化S355钢和Nb微合金化S355两种实验钢分别在817℃和790℃时开始进入两相区。Ti+Nb微合金化S355钢在900℃下热送热装后轧制晶粒尺寸大于Nb微合金化S355钢;在700℃和750℃两相区内进行热送热装时,轧后两种实验钢的组织分布很不均匀,出现了严重的混晶,其中Nb微合金化S355钢相对Ti+Nb微合金化S355钢更为严重,组织形貌呈现非常不规则的状态,说明Ti元素的加入可以有效细化轧后组织;在500℃进行热送热装时,再加热时晶粒较为均匀,组织状态与冷送装相似,但是冷送装晶粒相对更为细小,这是由于冷送装经历了完整的相变稳定过程导致了晶粒的细化。
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