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以往对V(C,N)的析出行为研究多集中于奥氏体区和铁素体区,而对贝氏体区的析出行为还缺乏了解,限制了钒微合金化在贝氏体钢中的应用,因此有必要对含钒钢中V(C,N)在贝氏体中的析出行为进行单独研究,以扩大钒微合金钢的应用范围。 本文以两种不同氮含量的V-N微合金钢为研究对象,研究了实验钢的奥氏体动态再结晶行为、奥氏体连续冷却转变规律、V(C,N)在贝氏体区的析出行为,并在此基础上在实验室试制了含钒贝氏体钢。 本研究主要内容包括:⑴通过单道次压缩实验,对不同氮含量实验钢的动态再结晶行为进行了研究,回归得到了动态再结晶模型。N1和N2实验钢的动态再结晶激活能分别为336.59k J/mol和370.92kJ/mol,N含量的提高使得实验钢动态再结晶激活能增大。⑵绘制实验钢的静态和动态CCT曲线,研究了冷却速率、变形对相变行为的影响。变形促使铁素体转变区域明显扩大,铁素体转变开始温度升高,贝氏体转变区间左移。⑶利用经典形核长大理论对V(C,N)在贝氏体区的析出行为进行了理论计算,认为在位错线上形核且形核率迅速衰减为零是V(C,N)在贝氏体铁素体中析出的主要方式。当氮含量为0.005%时,计算PPT曲线呈现“C”字形;当氮含量高于0.011%时,V(C,N)的相对析出开始时间随温度的降低而单调降低,即沉淀温度越高析出速度越快,此时,增氮对析出的促进效果不明显。⑷贝氏体区等温析出实验结果表明,在450℃~550℃等温得到的为全贝氏体组织,且等温转变温度越低,贝氏体转变速度越快。在贝氏体基体上分布着细小弥散的纳米级V(C,N)的析出物,且随等温时间的延长长大趋势不明显。V(C,N)析出开始时间随着沉淀温度的降低而单调增大,与理论计算的析出动力学曲线一致。⑸在实验室条件下试制含钒贝氏体钢,分析卷取温度和氮含量对组织性能的影响。实验结果表明:实验钢在500℃~560℃左右卷取得到铁素体+贝氏体组织。实验钢基体上分布着较多细小的纳米级V(C,N)析出物,高温卷取时析出物要明显多于低温卷取时,氮含量的提高对析出物数量的提升并不明显。相同工艺下,高氮含量实验钢强度明显高于低氮含量实验钢。