。1568 北京科技大学学报 第32卷 为NbC duction process siuation of pring steel Met Prod 2009 35(3) 固溶到奥氏体中的铌会在随后的变形和冷却过 3 (申勇，申斌吴静等.弹簧钢的技术发展及生产工艺现状. 程中析出碳化铌.2试验钢在850℃变形时，变形温 金属制品，200935(3)：22) 度较低，变形速率较大，奥氏体晶粒内会形成大量的 [3 MaM T ShiM E Advanced high stength steel and it sapplica 位错、变形带和亚结构等缺陷.这些缺陷为碳化铌 tions in autondbile ndustry Iron Steel 2004 39(7):68 的析出提供了有利的场所，变形对析出起了诱导 (马鸣图ShiM F先进的高强度钢及其在汽车工业中的应 作用. 用.钢铁200439(7：⑧) 碳化铌的析出位置为珠光体中的铁素体片层 [4 Fu JY The latest devepiment of h qualit special stee is pr auto parts Autom Eng 2009 31(5):407 内、珠光体球团边界和位错处.通常，在变形奥氏体 (付俊岩.汽车零部件用高品质特殊钢技术的最新发展汽车 中，大角度晶界或晶界处位错是析出物优先形核的 工程200931(5)片407) 地点.碳化铌的颗粒直径为10~15四形状为 【)DeAdoA」Niobim n modem steels htMa terRey200348 近似球形，比通常形变诱导析出的碳化铌尺寸略大， (64371 这可能是因为变形后冷却速率较低，碳化铌有充分 I6 Heimann WE Oakwood TG Kmuss G Continuous heat teat ment of aummotive suspensin spring steels//Fundamenta ls and 的时间长大，造成了碳化铌的粗化. Applicatians ofMicxalkving Forging Stees GoHen 199 431 碳化铌的析出，一方面可以阻止弹簧钢热处理 7 HongG H Y ang SH Xiao B et a]Sitation and deve kpm ent 奥氏体化时的晶粒长大，细化晶粒，提高弹簧的韧 Prospects of spring sel n don estic and abroed Mod Metall 性：另一方面，由于其析出强化作用，也可以提高热 200937(141 处理后弹簧的强度.由此可见，铌的细晶作用和析 (洪国华，杨顺虎背波，等.国内外弹簧钢的生产现状和发 展前景.现代治金200937(1,1) 出强化作用能够大大提高弹簧钢的综合性能。 I8 Toshmitsu K Yutaka K Nibitm in micpalbyed engineering 3结论 seels wire rods and case carburized prducty/htema tional Sym posium on Niobim 2001.O randg 2001 801 (1)添加微量铌，改变珠光体相变特征，推迟了 【身Narin K Physical chem isty of the groups IVa(TiZ双Va(V 弹簧钢的相变.在冷却速率为2℃。s时，珠光体相 Nb Ta)and the rare earh ekments in stee.l SIJ Int 1975 (15)145 变开始温度被推迟约20℃；铁素体转变冷却速率由 10 XaoG H W ang FM LiC B et a]Cantinuous cooling tans 9℃·s降低至3℃·s:马氏体转变的最小冷却速 omaton of Nb-Vm icroa lbyed high stength hull stee]J Univ 率由5℃。s变为3℃。1 SciTechnol Beiing 2008 30(5)495 (2)添加微量铌，能显著细化珠光体组织，改变 (背国华，王福明，李长荣，等.铌钒微合金化高强度船板钢 珠光体形貌.在冷却速率为1℃·s时，珠光体片层 的连续冷却转变规律.北京科技大学学报。200830(5， 间距由155m细化为135g冷却速率为2℃·s1 495) [11]Li ZC The renewal of nuc katin_grov th theory of pearlite J 时，珠光体片层间距由120细化为98四渗碳体 Imer Mongolia Un iv Sci Technol 2007 26(4):302 片厚度变薄，出现弯曲、断续. (刘宗昌.珠光体形核一长大理论的更新.内蒙古科技大学学 (3)含铌弹簧钢在850℃变形时发生了NC的 报.200726(4：302) 形变诱导析出，NC的析出位置为珠光体中的铁素 [12 Chen GA YangW Y Guo SZ et al Effect of Nb a the transfomation kinetics of b carbon mangnese)steel during 体片层内、珠光体球团边界和位错处，析出物颗粒直 depom ation of underooled austenite JUnivSci Technol Beiing 径为10~15四形状近似球形. 200613(5,411 13 XueX H Shan YY Zheng L et al Micstucumalcharacter 参考文献 istic of kow cabon m icron lked stee ls produced by themmome [I]XuDX Yn ZD The tendency p hih strength of spring steel chanical controlled Process Ma ter Sci Eng A 2006 438 285 and the effect of albying elments Irn Steel 2004 39(1).67 [14 Yakubtsov A Ponks P Bod JD Micostructure and mechani (徐德样，尹钟大.高强度弹簧钢的发展现状和趋势.钢铁， cal popenies of bainitic bw caton hgh strength plate steels 200439(1:67) Ma ter Sci EngA 2008 480 109 [2 Shen Y Shen B WuJ et al Technopgy deve ppment and po北 京 科 技 大 学 学 报 第 32卷 为 NbC. 固溶到奥氏体中的铌会在随后的变形和冷却过 程中析出碳化铌 .2 #试验钢在 850℃变形时,变形温 度较低 ,变形速率较大 ,奥氏体晶粒内会形成大量的 位错、变形带和亚结构等缺陷.这些缺陷为碳化铌 的析出提供了有利的场所, 变形对析出起了诱导 作用. 碳化铌的析出位置为珠光体中的铁素体片层 内 、珠光体球团边界和位错处.通常, 在变形奥氏体 中 ,大角度晶界或晶界处位错是析出物优先形核的 地点 [ 14] .碳化铌的颗粒直径为 10 ～ 15 nm, 形状为 近似球形,比通常形变诱导析出的碳化铌尺寸略大 , 这可能是因为变形后冷却速率较低, 碳化铌有充分 的时间长大 ,造成了碳化铌的粗化. 碳化铌的析出, 一方面可以阻止弹簧钢热处理 奥氏体化时的晶粒长大, 细化晶粒, 提高弹簧的韧 性 ;另一方面 ,由于其析出强化作用, 也可以提高热 处理后弹簧的强度.由此可见 , 铌的细晶作用和析 出强化作用能够大大提高弹簧钢的综合性能. 3 结论 (1)添加微量铌 ,改变珠光体相变特征, 推迟了 弹簧钢的相变.在冷却速率为 2℃·s -1时 ,珠光体相 变开始温度被推迟约 20 ℃;铁素体转变冷却速率由 9 ℃·s -1降低至 3 ℃·s -1 ;马氏体转变的最小冷却速 率由 5 ℃·s -1变为 3 ℃·s -1 . (2)添加微量铌 ,能显著细化珠光体组织 ,改变 珠光体形貌 .在冷却速率为 1 ℃·s -1时,珠光体片层 间距由 155nm细化为 135 nm;冷却速率为 2 ℃·s -1 时 ,珠光体片层间距由 120 nm细化为 98 nm;渗碳体 片厚度变薄 ,出现弯曲 、断续. (3)含铌弹簧钢在 850 ℃变形时发生了 NbC的 形变诱导析出, NbC的析出位置为珠光体中的铁素 体片层内、珠光体球团边界和位错处 ,析出物颗粒直 径为 10 ～ 15 nm, 形状近似球形 . 参 考 文 献 [ 1] XuDX, YinZD.Thetendencytohighstrengthofspringsteel andtheeffectofalloyingelements.IronSteel, 2004, 39(1):67 (徐德祥, 尹钟大.高强度弹簧钢的发展现状和趋势.钢铁, 2004, 39(1):67) [ 2] ShenY, ShenB, WuJ, etal.Technologydevelopmentandpro￾ductionprocesssituationofspringsteel.MetProd, 2009, 35(3): 22 (申勇, 申斌, 吴静, 等.弹簧钢的技术发展及生产工艺现状. 金属制品, 2009, 35(3):22) [ 3] MaMT, ShiMF.Advancedhighstrengthsteelandit' sapplica￾tionsinautomobileindustry.IronSteel, 2004, 39(7):68 (马鸣图, ShiMF.先进的高强度钢及其在汽车工业中的应 用.钢铁, 2004, 39(7):68) [ 4] FuJY.Thelatestdevelopmentofhighqualityspecialsteelsfor autoparts.AutomEng, 2009, 31(5):407 (付俊岩.汽车零部件用高品质特殊钢技术的最新发展.汽车 工程, 2009, 31(5):407) [ 5] DeArdoAJ.Niobiuminmodernsteels.IntMaterRev, 2003, 48 (6):371 [ 6] HeitmannWE, OakwoodTG, KraussG.Continuousheattreat￾mentofautomotivesuspensionspringsteels∥Fundamentalsand ApplicationsofMicroalloyingForgingSteels.Golden, 1996:431 [ 7] HongGH, YangSH, XiaoB, etal.Situationanddevelopment prospectsofspringsteelindomesticandabroad.ModMetall, 2009, 37(1):1 (洪国华, 杨顺虎, 肖波, 等.国内外弹簧钢的生产现状和发 展前景.现代冶金, 2009, 37(1):1) [ 8] ToshimitsuK, YutakaK.Niobium inmicroalloyedengineering steels, wirerodsandcasecarburizedproducts∥InternationalSym￾posiumonNiobium2001.Orlando, 2001:801 [ 9] NaritaK.PhysicalchemistryofthegroupsIVa(Ti, Zr), Va(V, Nb, Ta)andtherareearthelementsinsteel.ISIJInt, 1975 (15):145 [ 10] XiaoGH, WangFM, LiCR, etal.Continuouscoolingtrans￾formationofNb-V-microalloyedhigh-strengthhullsteel.JUniv SciTechnolBeijing, 2008, 30(5):495 (肖国华, 王福明, 李长荣, 等.铌钒微合金化高强度船板钢 的连续冷却转变规律.北京科技大学学报, 2008, 30(5): 495) [ 11] LiuZC.Therenewalofnucleation-growththeoryofpearlite.J InnerMongoliaUnivSciTechnol, 2007, 26(4):302 (刘宗昌.珠光体形核-长大理论的更新.内蒙古科技大学学 报, 2007, 26(4):302) [ 12] ChenGA, YangW Y, GuoSZ, etal.EffectofNbonthe transformationkineticsoflowcarbon(manganese)steelduring deformationofundercooledaustenite.JUnivSciTechnolBeijing, 2006, 13(5):411 [ 13] XueXH, ShanYY, ZhengL, etal.Microstructuralcharacter￾isticoflowcarbonmicroalloyedsteelsproducedbythermo-me￾chanicalcontrolledprocess.MaterSciEngA, 2006, 438:285 [ 14] YakubtsovA, PoruksP, BoydJD.Microstructureandmechani￾calpropertiesofbainiticlowcarbonhighstrengthplatesteels. 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