铌微合金化钢的开发现状及发展趋势VIP免费

铌微合金化钢的开发现状及发展趋势在过去的10年中，国际管线工程的工作压力已提高到120bar。深海管线要求壁厚超过40mm，管径可能提高到1620mm。当前管线用钢的主流产品还是标准的X70，用于壁厚1520mm的管子时，它的原始成分足0.10%C，1.55%Mn，0.007%S，0.03%Nb，0.05%V。90年代X70级钢的碳含量和硫含量分别降低到了0.08%和0.005%。为了把强度提高到X80级，同时又不牺牲太多的韧性，就要增加锰含量，必要时也可加钼或镍以提高钢的淬透性，通过加入化学当量比的钛含量来固定氮，增强铌对奥氏体调节和相转变的影响，得到更多的贝氏体组织。管线钢的开发不只是提高强度。最近几年高硫化氢含量的新油气田越来越多，这就要求管线钢有高的抗氢脆性能。要得到高的抗氢脆性能，钢的硫含量必须低于10ppm，形态也必须控制。为得到均匀的组织，一般要使碳含量低于0.05%，同时也要限制锰的含量。近年来，在CBMM公司资助下，国外一些钢铁公司研究开发了适用于高温轧钢工艺的低碳高铌的(0.03%C—0.10%Nb)的高韧性，抗硫化氢腐蚀的高强度管线钢。一汽车用钢国际“超轻型钢车体”(ULSAB)计划的研究，世界所有主要的钢厂都参与了这项工作，高强度钢占“超轻钢车体”的60%以上，如下这些钢类都是含铌钢：低碳IF钢、高强度IF钢、烘烤硬化钢、微合金化高强度钢、双相钢、残余奥氏体钢、复相钢。1汽车用热轧钢板a)热轧高强度微合金化钢热轧高强度微合金化钢是在低碳—锰钢基础上添加0.03%～0.06%铌作为主要微合金化元素，以晶粒细化和析出强化为主要强化机制的热轧钢带材，屈服强度范围在350-700MPa。对屈服强度大于550MPa、厚度大于6mm的带钢，则需要在加铌的基础上加钛和钒复合微合金化处理。b)热轧多相钢热轧多相钢是另一种高强度热轧钢。研究表明，在双相钢(0.1%C，1%～1.5%Mn，0.1%～0.5%Si，0%～1.2%A1)中添加0.03%铌，配合大累积变形量，利用亚动态再结晶，得到细晶组织的DP钢，强度可提高约1OMPa。c)热轧相变诱导塑性TRIP钢热轧相变诱导塑性TRIP钢是这个多相家族的另一新成员。研究表明，在原TRIP钢典型成分(0.2%C，0.3%～1.5%Si，1.0%～1.5%A1)基础上，添加少量的铌可使热加工在低于再结晶停止温度以下进行。2汽车用冷轧钢带a)冷轧高强度微合金化钢轿车车体用钢的屈服强度大于280MPa，特别是大于340MPa的带钢多采用铌微合金化钢为主。b)冷轧无间隙原子IF钢(或ULC钢)为了得到IF钢，残余的碳必须用可形成稳定碳化物和氮化物的合金元素如钛和铌来固定。另外，仅用钛固碳，还对钢的深冲性能和点焊性能也有不利影响。钛铌复合固碳克服了上述缺点，因此Nb—Ti复合加入的合金设计越来越受到欢迎。具有高Lankford值(r值)和应变强化值的高强度IF钢一般只加铌固碳。同时，铌的加入产生细晶强化，得到更高屈服强度。c)冷轧多相钢DP钢最初也不加铌，后来研究证明在DP钢中加铌可以细化晶粒，提高钢的延伸性。d)冷轧TRIP钢研究表明，铌在室温温度可保持奥氏体的稳定性，并提高奥氏体中碳的富集程度保证奥氏体的稳定性。同时，铌的加入又使晶粒细化，每0.01%的铌约提高屈服强度15MPao二高强度焊接结构钢在热机械处理TMCP的高强度结构钢的生产中，铌是首选的微合金化元素。近年来热轧钢板和卷板以及淬火+回火高强度含铌钢(屈服强度最小可达690MPa)扩大了应用范围。除了添加Nb—V钢，也使用Nb—Ti、Nb—Mo—Ti、Cr—Mo—Nb—Ti的钢，以获得更高的强度，同时与其它性能相匹配。研究开发强度级别在690MPa甚至960MPa屈服强度的直接淬火钢表明，高达0.1%Nb的微合金化非常有优势。这个结果还有可能使含铌HSLA钢进入常规高碳淬火回火钢的领域。三高强度结构型钢2001年，结构型钢的生产开始采用控制轧制和在精轧后加速冷却新工艺技术。如由Arbed设计了“分级水冷系统”(WSC)，可以减少或消除在凸缘宽度方向上及凸缘和较厚型钢的幅板间的温度差，因此保证力学性能均匀。另一种是“淬火—自回火”加速冷却系统(QST)。较理想的工艺路线是把WSC和QST结合起来。这些新的工艺允许使用较低的碳含量，从而改善了钢的韧性和焊接性。按照需要的强度水平，加入(0.01%—0.05%)Nb或Nb(0.04%)+V(0.06%—0.10%)补偿由于降碳造成的强度损...