Nb微合金化对Q500MPa级热轧H型钢组织和性能的影响

黄章¹，杜传治²，方金林²，于浩¹，黎淑英¹，宋成浩³，段晓妮¹

1. 北京科技大学材料科学与工程学院2. 山东钢铁股份有限公司莱芜分公司技术中心3. 东莞理工学院机械工程学院

摘 要：采用纳米压痕试验、电子背散射衍射、透射电镜等研究Nb元素对热轧H型钢组织和性能的影响。结果表明,H型钢中添加0.025%（质量分数,下同）的Nb,在轧制和冷却工艺相同的情况下,屈服强度和-20℃低温冲击功分别为552 MPa、102 J,相比不含Nb的试样分别提升了17.7%和20.0%,且晶粒尺寸从5μm细化至4μm。通过热力学计算发现铁素体基体内形成的复合析出物(Nb_1-xV_x)C与基体的界面能比NbC与基体的界面能更小且形核驱动力更大,因此更易促进Nb以复合析出物形式析出,且纳米析出物平均尺寸从16.3 nm减小至11.46 nm,体积分数从0.053%提高至0.108%,析出强化由55 MPa增加至102 MPa,铁素体硬度由247HV提升至279HV,添加Nb元素后析出强化贡献增量较细晶强化增量高18 MPa。

关键词：析出强化;Nb微合金化;组织和力学性能;界面能;