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,1010 北京科技大学学报 第30卷 3.2钛含量对低碳硼钢冲击性能的影响 过0.03%. 钛含量对低碳硼钢冲击性能的影响各研究者得 (3)就低碳硼钢的冲击性能影响看，Nb、V复 出的结果有所不同，一般认为过剩钛对冲击性能有 合微合金化优于单独V微合金化，钢中适量的Al 害，但也有人认为过剩钛对冲击性能无影响1-]， 将具有更佳效果，因为Nb、AI在钢中的细化晶粒作 本研究的实验结果与前者结论基本一致.分析认为 用，在采用Nb、V复合微合金化提高低碳硼钢强度 微量钛有益于冲击性能，主要表现为钛能减轻N的 的同时，减轻了由沉淀强化引起的冲击性能损失， 不利影响，而钛含量超过一定值后，其碳化物沉淀强 参考文献 化作用使材料强度升高，反而会降低低碳硼钢的冲 [1]Zai K Y,Ren Y L,Wang D Y.The effect of tiny amount of tita- 击性能 nium on the notch toughness of low-carbon boron steel.Xi'an 3.3Nb、V微合金化及酸溶铝的影响 Unin Archit Technol,1999.31(1):70 (翟克勇，任永莉，王大业.微量钛对低碳硼钢冲击韧性的影响. 过去在提高低碳硼钢强度的研究方面要么单独 西安建筑科技大学学报，1999,31(1)：70) Nb微合金化，要么单独V微合金化，在低碳硼钢 [2]Zhang C S.Research on the influence of boron content to the im- Nb、V复合微合金化方面的研究很少，微合金化的 pact toughness of boron Steel.Materials.2002.15(3):489 主要目的是提高材料的强度，Nb、V的析出强化引 (张朝生，硼含量对硼钢冲击性能影响的研究，材料，2002， 起材料强度的提高，同时也将使材料的冲击性能下 15(3):489) 降；但晶粒细化不但提高强度，同时还提高钢的冲击 [3]Jahai M.Jonas J J.The nonequilibrium segregation of boron on 韧性8o.从本研究的实验结果看，Nb、V复合微 original and moving austenite grain boundaries.Mater Sci Eng. 2002,A335:49 合金化硼钢比单独加V微合金化硼钢的热处理状 [4]Jones R B,Younes C M,Heard P J.The Effect of the microscale 态冲击性能显著提高，加入适量的A1效果更好，这 distribution of boron on the yield strength of C-Mn steels subject- 可能是由于Nb、AI对钢中奥氏体晶粒的细化作用， ed to neutron irradiation.Acta Mater.2002,50:4395 热处理的加热温度达950℃，V的碳氨化物会固溶， [5]Zhao X C,Yu D Q.Influences of pretreatment on austenite grain size and impact toughness of 20MnVB steel.Mater Mech Eng. 对奥氏体晶粒张大无抑制作用；而此温度下Nb和 1999,23(4):14 A能抑制奥氏体晶粒的张大，在随后的热处理过程 (赵西成，于大全.预先热处理对20MnVB钢奥氏体晶粒度及 中可获得较细小的组织，所以采用Nb、V复合微合 冲击韧性的影响.机械工程材料，1999,23(4)：14) 金化同时加入适量A!在提高低碳含硼钢强度的同 [6]Wang S Y,Wang C Y.Zhao D L.Effect of double boron impuri- 时，还可减轻由于沉淀强化引起的冲击性能损失， ties on the iron grain boundary cohesion.J Alloys Compd. 2004,368.308 4结论 [7]Chen F S.Wang K L.The kinetics and mechanism of multi-com- ponent diffusion on AISI 1045 steel.Surf Coat Technol.1999. (1)微量硼能较明显地提高热处理状态的低碳 115,239 硼钢的冲击性能.硼质量分数在0.0006%~ [8]Zhang S H.Wu C J.Iron and Steel Materials,Beijing:Metal- 0.0015%之间具有最佳效果；硼含量过高则会对钢 lurgical Industry Press.1992:275 (章守华，吴承建.钢铁材料学.北京：治金工业出版社，1992： 的冲击性能产生不利影响，硼含量超过0.003%时 275) 钢的冲击性能随硼含量增加而下降，且下降速度较 [9]Ahmed S.Titchmarsh J M,Kilburn M R.et al.Examination of 快；硼质量分数超过0.005%时随着硼含量增加，冲 the influence of boron on the microstructure and properties of low 击性能下降速度减缓. C ferrites steels using NanoSIMS and TEM.Appl Surf Sci, (2)微量钛对低碳硼钢的冲击性能影响不大， 2006,252:7062 钛含量超过一定值则对低碳硼钢和微合金化硼钢的 [10]Jun HJ,Kanga JS,Seo D H.et al.Effects of deformation and boron on microst ructure and continuous cooling transformation in 冲击性能有害，一般低碳硼钢中钛质量分数不宜超 low carbon HSLA steels.Mater Sci Eng A.2006,422:1573∙2 钛含量对低碳硼钢冲击性能的影响 钛含量对低碳硼钢冲击性能的影响各研究者得 出的结果有所不同一般认为过剩钛对冲击性能有 害但也有人认为过剩钛对冲击性能无影响［16－7］ 本研究的实验结果与前者结论基本一致．分析认为 微量钛有益于冲击性能主要表现为钛能减轻 N 的 不利影响而钛含量超过一定值后其碳化物沉淀强 化作用使材料强度升高反而会降低低碳硼钢的冲 击性能． 3∙3 Nb、V 微合金化及酸溶铝的影响 过去在提高低碳硼钢强度的研究方面要么单独 Nb 微合金化要么单独 V 微合金化在低碳硼钢 Nb、V 复合微合金化方面的研究很少．微合金化的 主要目的是提高材料的强度Nb、V 的析出强化引 起材料强度的提高同时也将使材料的冲击性能下 降；但晶粒细化不但提高强度同时还提高钢的冲击 韧性［8－10］．从本研究的实验结果看Nb、V 复合微 合金化硼钢比单独加 V 微合金化硼钢的热处理状 态冲击性能显著提高加入适量的 Al 效果更好．这 可能是由于 Nb、Al 对钢中奥氏体晶粒的细化作用 热处理的加热温度达950℃V 的碳氮化物会固溶 对奥氏体晶粒张大无抑制作用；而此温度下 Nb 和 Al 能抑制奥氏体晶粒的张大在随后的热处理过程 中可获得较细小的组织．所以采用 Nb、V 复合微合 金化同时加入适量 Al 在提高低碳含硼钢强度的同 时还可减轻由于沉淀强化引起的冲击性能损失． 4 结论 （1） 微量硼能较明显地提高热处理状态的低碳 硼钢 的 冲 击 性 能．硼 质 量 分 数 在0∙0006％～ 0∙0015％之间具有最佳效果；硼含量过高则会对钢 的冲击性能产生不利影响硼含量超过0∙003％时 钢的冲击性能随硼含量增加而下降且下降速度较 快；硼质量分数超过0∙005％时随着硼含量增加冲 击性能下降速度减缓． （2） 微量钛对低碳硼钢的冲击性能影响不大 钛含量超过一定值则对低碳硼钢和微合金化硼钢的 冲击性能有害一般低碳硼钢中钛质量分数不宜超 过0∙03％． （3） 就低碳硼钢的冲击性能影响看Nb、V 复 合微合金化优于单独 V 微合金化钢中适量的 Al 将具有更佳效果．因为 Nb、Al 在钢中的细化晶粒作 用在采用 Nb、V 复合微合金化提高低碳硼钢强度 的同时减轻了由沉淀强化引起的冲击性能损失． 参 考 文 献 ［1］ Zai K YRen Y LWang D Y．The effect of tiny amount of titanium on the notch toughness of low-carbon boron steel．J Xi’an Univ A rchit Technol199931（1）：70 （翟克勇任永莉王大业．微量钛对低碳硼钢冲击韧性的影响． 西安建筑科技大学学报199931（1）：70） ［2］ Zhang C S．Research on the influence of boron content to the impact toughness of boron Steel．Materials200215（3）：489 （张朝生．硼含量对硼钢冲击性能影响的研究．材料2002 15（3）：489） ［3］ Jahazi MJonas J J．The non-equilibrium segregation of boron on original and moving austenite grain boundaries．Mater Sci Eng 2002A335：49 ［4］ Jones R BYounes C MHeard P J．The Effect of the microscale distribution of boron on the yield strength of C-Mn steels subjected to neutron irradiation．Acta Mater200250：4395 ［5］ Zhao X CYu D Q．Influences of pretreatment on austenite grain size and impact toughness of 20MnVB steel．Mater Mech Eng 199923（4）：14 （赵西成于大全．预先热处理对20MnVB 钢奥氏体晶粒度及 冲击韧性的影响．机械工程材料199923（4）：14） ［6］ Wang S YWang C YZhao D L．Effect of double boron impurities on the α-iron grain boundary cohesion． J Alloys Compd 2004368：308 ［7］ Chen F SWang K L．The kinetics and mechanism of mult-i component diffusion on AISI 1045steel．Surf Coat Technol1999 115：239 ［8］ Zhang S HWu C J．Iron and Steel MaterialsBeijing：Metallurgical Industry Press1992：275 （章守华吴承建．钢铁材料学．北京：冶金工业出版社1992： 275） ［9］ Ahmed STitchmarsh J MKilburn M Ret al．Examination of the influence of boron on the microstructure and properties of low C ferrites steels using NanoSIMS and TEM． Appl Surf Sci 2006252：7062 ［10］ Jun H JKanga J SSeo D Het al．Effects of deformation and boron on microstructure and continuous cooling transformation in low carbon HSLA steels．Mater Sci Eng A2006422：157 ·1010· 北 京 科 技 大 学 学 报 第30卷