1. Які елементи в основному додають під час мікролегування холоднокатаних- рулонів?
Трьома основними елементами, які найчастіше використовуються в мікролегуванні холоднокатаних рулонів, є ніобій (Nb), титан (Ti) і ванадій (V). Хоча всі вони можуть підвищити силу, їхні механізми дії та спрямованість відрізняються.
2.Які унікальні переваги мікролегування ніобію (Nb)?
Ніобій є найефективнішим очищувачем зерна, його унікальна перевага полягає в сильному інгібуванні рекристалізації аустеніту.
Сильне пригнічення рекристалізації та покращення мікроструктури фазового перетворення: під час гарячої прокатки слідові кількості ніобію (наприклад, 0,025%) можуть значно підвищити температуру зупинки рекристалізації аустеніту, спричиняючи подовження зерен аустеніту та утворення численних смуг деформації під час прокатки за нижчих температур. Ці смуги деформації стають переважними місцями зародження для феритових зерен під час наступних фазових перетворень, що призводить до надзвичайно тонкої кінцевої мікроструктури. Дослідження показали, що додавання ніобію може зменшити середній діаметр зерна листової сталі до 42,89%.
Також забезпечує дисперсійне зміцнення: під час або після фазового перетворення ніобій осідає у вигляді нанорозмірних частинок NbC, забезпечуючи додаткове дисперсійне зміцнення матриці. Це ще одне важливе джерело високої міцності ніобієвої мікролегованої сталі.
Значні ефекти та економічне дозування: додавання 0,02% до 0,05% ніобію до сталі зазвичай забезпечує значний ефект зміцнення дрібного-зерна, досягаючи оптимального балансу між міцністю та в’язкістю. Це робить ніобієву мікролеговану сталь особливо придатною для автомобільних конструкційних компонентів і трубопровідної сталі з високими вимогами до формування та безпеки.
3. У чому особливість ролі мікролегування титану (Ti)?
Унікальні властивості титану полягають у його надзвичайно високій хімічній реакційній здатності та універсальності, що робить його універсальним елементом для мікролегування.
**Азот-Фіксуючий протектор:** Титан виявляє сильну спорідненість зв’язування з азотом, переважно утворюючи високостабільні частинки TiN за високих температур. Ці дрібні частинки TiN відіграють дві важливі ролі: по-перше, вони закріплюють межі зерен під час нагрівання плити, запобігаючи укрупненню зерна аустеніту; по-друге, вони знерухомлюють вільний азот у сталі, усуваючи його шкідливий вплив на пластичність і міцність, а також захищаючи інші мікролегуючі елементи (такі як ніобій і ванадій), дозволяючи їм функціонувати ефективніше.
**Потужне дисперсійне зміцнення:** під час подальших контрольованих процесів прокатки та охолодження титан осідає у великих кількостях у вигляді нанорозмірних частинок TiC, створюючи значний ефект дисперсійного зміцнення. Наприклад, мікролегування титану широко використовується при розробці високоміцних сталей 700 МПа-в процесах безперервного лиття та прокатки тонких слябів.
**Порядок впливу:** Дослідження підтвердили, що здатність пригнічувати ріст аустенітного зерна під час нагрівання зростає в порядку ванадій → ніобій → титан, причому титан виявляє найсильніший ефект.
4. Які основні внески мікролегування ванадієм (V)? З якими елементами він часто використовується в поєднанні?
Ванадій є найбільш типовим елементом дисперсійного зміцнення, його основним внеском є значне збільшення міцності сталі через виділення.
Основний внесок – дисципітаційне зміцнення: ванадій має високу тверду розчинність у сталі та осідає переважно у вигляді нанорозмірних частинок VC або VN у феритовій матриці під час або після фазового перетворення аустеніту-у-ферит. Ці дрібні частинки ефективно перешкоджають руху дислокацій, таким чином значно покращуючи межу текучості та міцність на розрив сталі. Наприклад, мікролегування ванадієм може збільшити межу текучості смугової сталі Q960 до 1053 МПа.
Обмежений ефект подрібнення зерна, часто вимагає додавання композиту: порівняно з ніобієм і титаном ванадій має меншу здатність перешкоджати рекристалізації аустеніту та подрібнювати зерна під час гарячої обробки. Тому для отримання кращих загальних характеристик ванадій часто використовують у поєднанні з такими елементами, як ніобій і титан.
Приклади складених додатків:
Мікролегування V-N: навмисне збільшення вмісту азоту сприяє осадженню VN, додатково посилюючи ефект зміцнення опадів і покращуючи стійкість до корозії. Він широко використовується в судновій інженерній сталі, високоміцній арматурній сталі та інших галузях.
Композит Ti-Nb-V: при розробці високо-сталі 420LA для автомобільних конструкцій використовується композитний мікросплав Ti-Nb-V, який може поєднувати фіксацію азоту та ефект подрібнення зерна титану, ефект сильного подрібнення зерна ніобію та ефект зміцнення осаду ванадій для досягнення чудового балансу між міцністю та здатністю до формування.
5. Крім Nb, Ti та V, які ще елементи можна використовувати для мікролегування холоднокатаних рулонів?{1}}
Бор (B): у надзвичайно малих кількостях покращує загартуваність. Бор є найефективнішим елементом для поліпшення прогартуваності сталі. Додавання до сталі від 0,0005% до 0,003% бору може значно сповільнити перетворення фериту на перліт, гарантуючи, що навіть більш товсті зрізи зможуть отримати мартенситну структуру, що є вирішальним для сталей гарячого-формування.
Молібден (Mo): покращує загартуваність і підвищує стійкість до відпустки. Молібден сильно покращує загартовуваність сталі та пригнічує відпускну крихкість. У мікролегованих сталях молібден часто використовується в поєднанні з ніобієм, титаном тощо, щоб сприяти виділенню нанорозмірних карбідів і підтримувати їх дрібну дисперсію при вищих температурах, завдяки чому досягається висока міцність і хороші -температурні характеристики. Наприклад, мікролегування молібдену є однією з ключових технологій у-зберігаючій нікель сталі для резервуарів для СПГ.
Хром (Cr): підвищує міцність і стійкість до корозії. Хром може відповідним чином підвищити міцність сталі, і, що більш важливо, він може підвищити стійкість сталі до корозії. Додавання Cr до мікролегованої сталі V-N може додатково оптимізувати мікроструктуру та досягти хорошого балансу міцності та в’язкості.