工程科学学报，第38卷，增刊1：5660,2016年6月 Chinese Journal of Engineering,Vol.38,Suppl.1:56-60,June 2016 DOI:10.13374/j.issn2095-9389.2016.s1.010:http://journals.ustb.edu.cn HRB400螺纹钢中钒的强化作用研究 刘 强四，张炯明，王博，尹延斌，曹一飞 北京科技大学钢铁治金新技术国家重点实验室，北京100083 ☒通信作者，E-mail:liml010 qiang(@163.com 摘要通过对含钒螺纹钢的性能进行研究，发现钒在细化晶粒方面效果较好.由各种强化机制对屈服强度的贡献计算结 果不难发现钒能够加强析出强化的作用.文章对HRB4O0螺纹钢中钒的析出情况进行热力学计算，并分析了不同钒含量对析 出温度的影响. 关键词合金元素：细化晶粒：强化机制：钒化物析出：热力学计算 分类号TF713.6 The research of v element strengthening mechanisms in HRB400 hot rolled ribbed bars LIU Qiang,ZHANG Jiong-ming,WANG Bo,YIN Yan-bin,CAO Yi-fei State Key Laboratory of Advanced Metallurgy,University of Science and Technology Beijing,Beijing 100083,China Corresponding author,E-mail:liul010qiang@163.com ABSTRACT The properties of hot rolled ribbed bars with different V contents are investigated.It is found that V can promote gain refinement.Contributions of different strengthening mechanisms to yield strength of bars are computed.The results show that V has a good effect on bar precipitation strength.Through thermodynamic calculations of V element precipitation in HRB400,the influence of V contents on the precipitating temperatures of V(CN)is demonstrated. KEY WORDS alloy element:grain refinement;strengthening mechanisms:V(CN)precipitation:thermodynamic calculation 螺纹钢广泛应用于房屋、桥梁、道路等工程建设， 错数量，增大摩擦力从而提高钢的强度.此外在钢 是我国消耗最大的钢材产品，每年产量高达1400多 坯被加热后冷却过程中，这些固溶物能够降低脆性转 万吨”.目前，国内生产高强度螺纹钢的强化工艺主 变温度，增强奥氏体的淬透性，根据需要形成不同的组 要包括低温轧制网、微合金化四、控轧控冷田等，而为 织，增强回火稳定性，产生二次硬化的效果，从而提高 了增强钢筋强度，钢厂也会根据设备特点选择其中几 螺纹钢强度切. 种强化工艺共同使用. 本文对不同V含量HRB400螺纹钢进行了研究， 在钢中添加V、Nb、T等微合金元素能够提高钢 分析了不同V含量对螺纹钢屈服强度、晶粒度的影 筋的强度，获得韧性好、屈强比高的高品质螺纹钢.添 响.同时，对不同条件下螺纹钢中C、N化合物析出情 加合金元素强化机理主要是微合金元素在凝固过程中 况进行了热力学计算，从而进一步阐明V在螺纹钢筋 以C、N化合物的形式从钢中析出，促进晶粒形核并钉 中的强化作用，为研究V析出强化作用奠定理论基础。 扎在晶界上，抑制加热过程中奥氏体再结晶和长大，从 而获得细小的铁素体组织阿。另一方面，这些固溶化 1实验方法 合物能够在螺纹钢变形过程中阻碍晶粒滑移，增加位 工艺路线为：高炉铁水一铁水预处理一150t转炉 收稿日期：201601-12 基金项目：国家自然科学基金(U1360201,51474023)资助工程科学学报，第 38 卷，增刊 1: 56--60，2016 年 6 月 Chinese Journal of Engineering，Vol． 38，Suppl． 1: 56--60，June 2016 DOI: 10． 13374 /j． issn2095--9389． 2016． s1． 010; http: / /journals． ustb． edu． cn HＲB400 螺纹钢中钒的强化作用研究 刘 强，张炯明，王 博，尹延斌，曹一飞 北京科技大学钢铁冶金新技术国家重点实验室，北京 100083  通信作者，E-mail: liu1010qiang@ 163． com 摘 要 通过对含钒螺纹钢的性能进行研究，发现钒在细化晶粒方面效果较好． 由各种强化机制对屈服强度的贡献计算结 果不难发现钒能够加强析出强化的作用． 文章对 HＲB400 螺纹钢中钒的析出情况进行热力学计算，并分析了不同钒含量对析 出温度的影响． 关键词 合金元素; 细化晶粒; 强化机制; 钒化物析出; 热力学计算 分类号 TF713. 6 The research of v element strengthening mechanisms in HＲB400 hot rolled ribbed bars LIU Qiang ，ZHANG Jiong-ming，WANG Bo，YIN Yan-bin，CAO Yi-fei State Key Laboratory of Advanced Metallurgy，University of Science and Technology Beijing，Beijing 100083，China  Corresponding author，E-mail: liu1010qiang@ 163． com ABSTＲACT The properties of hot rolled ribbed bars with different V contents are investigated． It is found that V can promote gain refinement． Contributions of different strengthening mechanisms to yield strength of bars are computed． The results show that V has a good effect on bar precipitation strength． Through thermodynamic calculations of V element precipitation in HＲB400，the influence of V contents on the precipitating temperatures of V( CN) is demonstrated． KEY WOＲDS alloy element; grain refinement; strengthening mechanisms; V( CN) precipitation; thermodynamic calculation 收稿日期: 2016--01--12 基金项目: 国家自然科学基金( U1360201，51474023) 资助 螺纹钢广泛应用于房屋、桥梁、道路等工程建设， 是我国消耗最大的钢材产品，每年产量高达 1 400 多 万吨［1］． 目前，国内生产高强度螺纹钢的强化工艺主 要包括低温轧制［2］、微合金化［3］、控轧控冷［4］等，而为 了增强钢筋强度，钢厂也会根据设备特点选择其中几 种强化工艺共同使用． 在钢中添加 V、Nb、Ti 等微合金元素能够提高钢 筋的强度，获得韧性好、屈强比高的高品质螺纹钢． 添 加合金元素强化机理主要是微合金元素在凝固过程中 以 C、N 化合物的形式从钢中析出，促进晶粒形核并钉 扎在晶界上，抑制加热过程中奥氏体再结晶和长大，从 而获得细小的铁素体组织［5］． 另一方面，这些固溶化 合物能够在螺纹钢变形过程中阻碍晶粒滑移，增加位 错数量，增大摩擦力从而提高钢的强度［6］． 此外在钢 坯被加热后冷却过程中，这些固溶物能够降低脆性转 变温度，增强奥氏体的淬透性，根据需要形成不同的组 织，增强回火稳定性，产生二次硬化的效果，从而提高 螺纹钢强度［7］． 本文对不同 V 含量 HＲB400 螺纹钢进行了研究， 分析了不同 V 含量对螺纹钢屈服强度、晶粒度的影 响． 同时，对不同条件下螺纹钢中 C、N 化合物析出情 况进行了热力学计算，从而进一步阐明 V 在螺纹钢筋 中的强化作用，为研究 V 析出强化作用奠定理论基础． 1 实验方法 工艺路线为: 高炉铁水—铁水预处理—150 t 转炉