钢铁百科-钢的分类-微合金化钢

微合金化钢是指化学成分规范上明确列入需加入一种或几种碳氮化物形成元素,如GB/T1591—94中Q295—Q460的钢,规定:Nb 0.015～0.06%;V 0.02～0.15%(0.20)%;Ti 0.02～0.20%。

有时为了弥补生产厂在装备和工艺技术方面的不完善,在冶炼时添加<0.015%Nb或<0.05%V,<0.02%Ti的非合金钢和低合金钢,称为微处理钢,依加入碳氮化物形成元素种类,习惯上叫作微Nb处理、微Ti处理等等,交货时不要求作该成分的检验。

微合金化技术是20世纪70年代在国际冶金界出现的新型冶金学科。微合金化钢是采用现代冶金生产流程生产的高技术钢铁产品。它是在普通的C-Mn钢或低合金钢中添加微量(质量分数通常小于0.1%)的强碳氮化物形成元素(如铌、钒、钛等)进行合金化,通过高纯洁度的冶炼工艺(脱气、脱硫及夹杂物形态控制)炼钢,在加工过程中施以控制轧制/控制冷却等新工艺,通过控制细化钢的晶粒和碳氮化物沉淀强化的物理冶金过程,在热轧状态下获得高强度、高韧性、高可焊接性、良好的成形性能等最佳力学性能配合的工程结构材料——微合金化钢。

合金化与“冶炼”反应及结晶过程中元素参与形成或影响夹杂或生成有害的共晶相等产物和作用机理是不同的。从存在形态、结构与组织、性能三方面来描述,合金化的物理本质是:通过元素的固溶及其固态反应。影响微结构乃至结构、组织和组分,从而使金属获得要求的性能。

“微合金化”是指这些元素在钢中的含量较低,通常低于0.1%(质量分数)。与钢中不需要的残余元素不同,微合金化元素是为改善钢材的性能有目的地加到钢中的。合金化元素与微合金化元素不仅在含量上有区别,而且其冶金效应也各有特点:合金化元素主要影响钢的基体,而微合金化元素除了溶质原子的拖曳作用外,几乎总是通过第二相的析出而影响钢的显微组织结构。

通过加入一种或多种微量元素, 使合金获得所需组织和性能的方法。合金化效果取决于添加微量元素的最 佳含量。在软钢和高强度低合金钢中 可添加微量Nb、V、Ti等。在铸造镍 基高温合金中可添加B、Zr、Hf、Y、 Ce等。变形高温合金中可添加B、C、 B+Zr、La+Ce、Mg等。形成链状分布的碳化物、硼化物等可以通过阻止 晶粒长大、阻止晶界滑移、阻止空穴集 聚长大、强化晶界、减缓缺口敏感等途 径,改善或提高合金的性能。稀土元素 可通过净化晶界,去除低熔点杂质或提高杂质熔点等途径,改善或提高其 持久、蠕变、疲劳强度和耐腐蚀、抗氧 化等性能。

微合金化元素在钢中应用的基本原理在于其在钢中的固溶、偏聚和沉淀作用,尤其是微合金化元素与碳、氮交互作用,产生了诸如晶粒细化、析出强化、再结晶控制、夹杂物改性等一系列的次生作用,这些因素对钢的强韧化所起的作用被广泛地应用于各类钢铁产品。

来源：常州精密钢管博客网