D0I:10.13374/1.issm100I103.2008.09.016 第30卷第9期 北京科技大学学报 Vol.30 No.9 2008年9月 Journal of University of Science and Technology Beijing Sep·2008 碳含量对中碳含钒微合金钢晶内铁素体等温形成的影 响规律 许磊刘国权王安东 北京科技大学材料科学与工程学院：新金属材料国家重点实验室，北京100083 摘要研究了碳质量分数分别为0.26%，0.33%和0.42%的三种含钒微合金钢在600,550,500和450℃下等温处理时碳 对晶内铁素体形成的影响，测量了不同等温温度处理后钢的维氏硬度，500℃下晶界和晶内铁素体的纳米硬度，并探讨了晶内 铁素体的形核位置：结果表明：在相同温度下等温处理时，随着钢中碳含量的增高，钢中非共析铁素体的含量降低，铁素体晶 粒的尺寸减小，钢的硬度升高：在500℃等温处理后，晶界铁素体的纳米硬度远高于晶内铁素体的纳米硬度：且随着碳含量的 增高，晶界和晶内铁素体的纳米硬度都随之升高，但各实验钢中晶内铁素体的纳米硬度相差不大·适当的夹杂物和先析出晶 内铁素体都可以作为形核位置诱导晶内铁素体析出· 关键词钒微合金钢；晶内铁素体；等温处理；形核位置 分类号TG142.33 Influence of carbon content on the formation of intragranular ferrite in isother- mally treated medium-carbon vanadium-microalloyed steels XU Lei,LIU Guoquan,WANG Andong School of Materials Science and Engineering &State Key Laboratory for Advanced Metals and Materials,University of Science and Technology Bei- jing.Beijing 100083.China ABSTRACT Three medium-carbon vanadium"microalloyed steels were designed and experimentally prepared,with carbon contents of 0.26%,0.34%and 0.42%.The effect of carbon content on the formation of intragranular ferrite (IGF)in the steels isothermal- ly treated at 600.550.500 and 450C were studied.Vickers hardness test was carried out for the steels isothermally treated at dif- ferent temperatures.The nano-hardness of grain boundary ferrite(GBF)and IGF was also measured.Nucleation sites of IGF were then discussed.The results showed that the amount of non-eutectoid ferrite increased,the grain size of ferrite decreased,and the hardness was enhanced with increasing carbon content,if isothermally treated at the same temperature.In samples isothermally treat- ed at 500C.the nano-hardness of GBF was found higher than that of IGF.The nano-hardness of both GBF and IGF increased with the increase of carbon content,but IGF's varied little.It was also found that appropriate inclusions and pre"nucleated IGF could be nucleation sites of IGF. KEY WORDS vanadium"microalloyed steel:intragranular ferrite:isothermal treatment;nucleation site 中碳含钒微合金钢是研究较早、应用较广的一 体组织可以细化钢的组织，增加铁素体表面积密度， 种微合金钢，已用于石油、汽车、机械等行业山.但 不仅能提高钢的强度，而且可以改善钢的韧性2). 是在使用中常常发现，与调质钢相比中碳含钒微合 本文利用三种不同含碳量实验用中碳含钒微合金 金钢存在强度有余、韧性不足的问题)，近年来 钢，研究了碳含量对钢中晶内铁素体等温形成的影 的研究表明，利用晶内铁素体(IGF)可以有效提高 响，并探讨了其形核位置， 微合金钢的韧性，利用控冷过程中形成的晶内铁素 收稿日期：2007-09-03修回日期：2007-12-17 基金项目：钒国际技术委员会(VANITEC)和国家自然科学基金资助项目(N。·50271009) 作者简介：许磊(1980-)，男，博士研究生：刘国权(1952-)，男，教授，博士，E-mail:gim@ustb.ed血：cm碳含量对中碳含钒微合金钢晶内铁素体等温形成的影 响规律 许 磊 刘国权 王安东 北京科技大学材料科学与工程学院；新金属材料国家重点实验室‚北京100083 摘 要 研究了碳质量分数分别为0∙26％‚0∙33％和0∙42％的三种含钒微合金钢在600‚550‚500和450℃下等温处理时碳 对晶内铁素体形成的影响‚测量了不同等温温度处理后钢的维氏硬度、500℃下晶界和晶内铁素体的纳米硬度‚并探讨了晶内 铁素体的形核位置．结果表明：在相同温度下等温处理时‚随着钢中碳含量的增高‚钢中非共析铁素体的含量降低‚铁素体晶 粒的尺寸减小‚钢的硬度升高．在500℃等温处理后‚晶界铁素体的纳米硬度远高于晶内铁素体的纳米硬度；且随着碳含量的 增高‚晶界和晶内铁素体的纳米硬度都随之升高‚但各实验钢中晶内铁素体的纳米硬度相差不大．适当的夹杂物和先析出晶 内铁素体都可以作为形核位置诱导晶内铁素体析出． 关键词 钒微合金钢；晶内铁素体；等温处理；形核位置 分类号 TG142∙33 Influence of carbon content on the formation of intragranular ferrite in isother￾mally treated medium-carbon vanadium-microalloyed steels XU Lei‚LIU Guoquan‚W A NG A ndong School of Materials Science and Engineering ＆ State Key Laboratory for Advanced Metals and Materials‚University of Science and Technology Bei￾jing‚Beijing100083‚China ABSTRACT T hree medium-carbon vanadium-microalloyed steels were designed and experimentally prepared‚with carbon contents of 0∙26％‚0∙34％ and0∙42％．T he effect of carbon content on the formation of intragranular ferrite （IGF） in the steels isothermal￾ly treated at 600‚550‚500and450℃ were studied．Vickers hardness test was carried out for the steels isothermally treated at dif￾ferent temperatures．T he nano-hardness of grain boundary ferrite （GBF） and IGF was also measured．Nucleation sites of IGF were then discussed．T he results showed that the amount of non-eutectoid ferrite increased‚the grain size of ferrite decreased‚and the hardness was enhanced with increasing carbon content‚if isothermally treated at the same temperature．In samples isothermally treat￾ed at500℃‚the nano-hardness of GBF was found higher than that of IGF．T he nano-hardness of both GBF and IGF increased with the increase of carbon content‚but IGF’s varied little．It was also found that appropriate inclusions and pre-nucleated IGF could be nucleation sites of IGF． KEY WORDS vanadium-microalloyed steel；intragranular ferrite；isothermal treatment；nucleation site 收稿日期：2007－09－03 修回日期：2007－12－17 基金项目：钒国际技术委员会（VANITEC）和国家自然科学基金资助项目（No．50271009） 作者简介：许 磊（1980－）‚男‚博士研究生；刘国权（1952－）‚男‚教授‚博士‚E-mail：g．liu＠ustb．edu．cn 中碳含钒微合金钢是研究较早、应用较广的一 种微合金钢‚已用于石油、汽车、机械等行业［1］．但 是在使用中常常发现‚与调质钢相比中碳含钒微合 金钢存在强度有余、韧性不足的问题［1－4］．近年来 的研究表明‚利用晶内铁素体（IGF）可以有效提高 微合金钢的韧性．利用控冷过程中形成的晶内铁素 体组织可以细化钢的组织‚增加铁素体表面积密度‚ 不仅能提高钢的强度‚而且可以改善钢的韧性［2－7］． 本文利用三种不同含碳量实验用中碳含钒微合金 钢‚研究了碳含量对钢中晶内铁素体等温形成的影 响‚并探讨了其形核位置． 第30卷 第9期 2008年 9月 北 京 科 技 大 学 学 报 Journal of University of Science and Technology Beijing Vol．30No．9 Sep．2008 DOI:10．13374／j．issn1001－053x．2008．09．016