第4期 胡彬浩等：Ti-Mo微合金钢中Mo对Ti(C,N)在奥氏体中析出量的影响 483· 可以写为TiC,N1-r·二元相TiC和TiN在奥氏体 0.007%的一系列Ti-M0微合金钢.首先计算了这一 中的固溶度积公式13！为 系列的钢中T、C和N元素全部溶解的最低温度 都高于1800℃.因此本文在考虑热轧工艺的均热 g{T1]·C}、=2.75-7000/T, (10) 温度的前提下，计算了在800~1300℃温度范围内 g{T1],N},=0.32-8000/T. (11) 的合金中平衡固溶量[T]、[C、N]以及复合系数x. 上式适用于只含有Ti的微合金钢的情况.当考虑 2 计算结果及分析 Mo的影响时，TiC、TiN在奥氏体中的固溶度积公 2.1 不同T含量系列钢中相关元素的固溶量变 式变为4 化规律 lg{Ti·Cj},≈2.75-7000/T- 图1为不同Ti含量下温度对0.2%Mo-0.045%C 0.007%N微合金钢中Ti和C固溶量的影响.从图 MFe (e+eHo)·Mo]· 230.3MMo (12) 中可以看出：基体中Ti和C固溶量均随着温度的 升高而增加：在同一温度下，随基体中原始T含 lg{T1]·N]},兰0.32-8000/T- 量的增加，T固溶量增大，C固溶量减小.将T1固 Mpe 溶量曲线和C固溶量曲线对比来看，当初始T质 (co+eo)·Mo·230.3Mo (13) 量分数为0.045%时，C的固溶量在8001300℃的 其中，1：为相关元素的相对原子质量，e心=3.86- 温度范围内都大于Ti的固溶量；当初始Ti质量分 17870/T,e0=-33.1+2888/T,e4Mo=-0.1169+ 数为02%时，C的固溶量在这个温度范围内都小于 73.291/T,Ti、[C、[N和Mo分别表示溶解在基 Ti的固溶量；而当初始Ti质量分数为0.09%时，C 体中Ti、C、N和Mo的质量分数，也称作某一元素 的固溶量的变化曲线在这个温度范围内与T的变 的固溶量. 化曲线产生了交点，以1050℃为界，大于这个温度 在计算Ti(C,N)在奥氏体固溶量时需要依靠两 时C的固溶量小于T的固溶量，小于这个温度时 个边界条件13：一方面，处于固溶态的Ti、C和N C的固溶量大于T的固溶量， 元素的量必须符合式(10)~式(13)的固溶度积公 不同Ti含量下温度对0.2%Mo-0.045%C 式：另一方面，处于析出态的TiCN1-x相中各元 0.007%N微合金钢中N固溶量及复合系数x的影 素的含量必须保持理想的化学配比，从而得到如下 响分别如图2(a)和(b)所示.从图2(a)中可以看 关系式： 出，随着温度的提高，N固溶量逐渐增加，但在整 gT回=4- B T (14) 个实验温度范围内，三种T含量下微合金钢中N 5四四=a B2 的固溶量非常少（固溶量均在0.0004%以下），说明 (15) 1-x 大部分N在1300℃以上析出，而在1000℃以下N WTi -[Ti] 47.9 固溶量甚至低于0.00002%.在实际轧制过程中， wc-[C12.011z (16) 般均热温度在1200~1300℃左右，在此温度下大部 wTi-[Ti] 47.9 分相关元素将充分固溶.部分未固溶的N与Ti形 N-N14.0067(1-) (17) 成大颗粒的TiN形式存在于组织中，而在1000℃ 式中，A和B为二元相固溶度积公式中相应的常 左右变形时，由于应力诱导析出作用，基体中剩余 数，T]、C和N表示溶解在基体中相关元素的 的N与C复合析出Ti(C,N),因此在这个系列钢中 质量分数，0T、C和U表示在微合金钢中相关 N几乎不会在铁素体中析出.重要的是，由于TN 元素总的质量分数.在确定的初始成分下，联立以 的尺寸大且消耗固溶Ti,不利于Ti(C)或Ti(C,N) 上四式可求得在确定温度T时Ti、C和N元素在 粒子析出强化作用.为了减少这方面的影响，需要 基体中的平衡固溶量T、C、N]以及复合系数x. 减小在热轧之前析出大颗粒TN的量，因此在成 联立式(14)和式(15)还可以求得Ti、C和N元素 分设计时要尽量减少N含量.当初始N含量确定 全部溶解的最低温度TAS· 时，就要通过改变其他元素的配比关系来降低热轧 本文设计了Ti质量分数分别为0.045%、0.09%和前大颗粒TiN的生成量.如图2(a)所示，在本系 0.2%,M0质量分数分别为0%、0.2%、0.4%和0.6%， 列钢中，Ti质量分数为0.045%和0.09%的钢在热轧 而C质量分数统一为0.045%，N质量分数统一为 中N固溶量比Ti质量分数为0.2%的钢要多，从图第 期 胡彬浩等 一 微合金钢中 对 ‚ 在奥氏体中析出量的影响 可 以写为 ‚ 一二‚二元相 和 在奥 氏体 中的固溶度积公式 为 【卜 【 了、 、 卜 ‚ 。 的一系列 一 。微合金钢 首先计算 了这一 系列的钢 中 、 和 元素全部溶解 的最低温度 都高于 ℃ 因此本文在考虑热轧工艺的均热 温度的前提下 ‚计算 了在 、 ℃温度范围内 的合金中平衡固溶量 【 、 、【 以及复合系数 上式适用于只含有 的微合金钢 的情况 当考虑 的影响时 ‚ 、 在奥 氏体中的固溶度积公 式变为 ‘ · 望 · 一 梦 攀 · 几坑 呱 。。’ · 望 · 一 。留〔’ 黔 · · 八 凡 八 入。‘ 其中‚从 为相关元素的相对原子质量‚。梦。 ‚。哥 一 ‚。黔 一 ‚ 、【卜 【 和 分别表示溶解在基 体中 、 、 和 的质量分数 ‚也称作某一元素 的固溶量 在计算 ‚ 在奥氏体固溶量时需要依靠两 个边界条件冲 一方面 ‚处于固溶态的 、 和 元素的量必须符合式 、式 的固溶度积公 式 另一方面 ‚处于析出态 的 二 一二相 中各元 素的含量必须保持理想的化学配 比 从而得到如下 关系式 计算结果及分析 不同 含量系列钢 中相关元素的固溶量变 化规律 图 为不同 含量下温度对 一 ‚ 微合金钢 中 和 固溶量的影响 从 图 中可 以看 出 基体 中 和 固溶量均随着温度 的 升高而增加 在 同一温度下 ‚随基体 中原始 含 量 的增加 ‚ 固溶量增大 ‚ 固溶量减小 将 固 溶量 曲线和 固溶量 曲线对 比来看 ‚当初始 质 量分数为 时‚ 的固溶量在 ℃的 温度范 围内都大于 的固溶量 当初始 质量分 数为 时‚ 的固溶量在这个温度范围内都小于 的固溶量 而当初始 质量分数为 时 ‚ 的固溶量的变化 曲线在这个温度范围内与 的变 化 曲线产生 了交点‚以 ℃为界‚大于这个温度 时 的固溶量小于 的固溶量 ‚小于这个温度 时 的固溶量大于 的固溶量 不 同 含 量 下 温 度 对 一 微合金钢 中 固溶量及复合系数 二的影 响分别如图 和 所示‚从图 中可 以看 出‚随着温度 的提高 ‚ 固溶量逐渐增加 ‚但在整 个实验温度范围内‚三种 含量下微合金钢 中 的固溶量非常少 固溶量均在 以下 ‚说 明 大部分 在 ℃以上析出‚而在 ℃以下 固溶量甚至低于 在实际轧制过程 中‚一 般均热温度在 ℃左右 ‚在此温度下大部 分相关元素将充分固溶 部分未固溶 的 与 形 成大颗粒 的 形式存在于组织中‚而在 ℃ 左右变形时‚由于应力诱导析 出作用 ‚基体中剩余 的 与 复合析出 ‚ ‚因此在这个系列钢 中 几乎不会在铁素体中析 出 重要 的是‚由于 的尺寸大且消耗 固溶 ‚不利于 或 ‚ 粒子析 出强化作用 为 了减 少这方面 的影 响 ‚需要 减小在热轧之前析 出大颗粒 的量 ‚因此在成 分设计时要尽量减少 含量 当初始 含量确定 时‚就要通过改变其他元素的配 比关系来 降低热轧 前大颗粒 的生成量 如 图 所示 ‚在本系 列钢 中‚ 质量分数为 和 的钢在热轧 中 固溶量 比 质量分数 为 的钢要 多 从 图 ‚－【 · ‘了、﹃一口氏一渗、沙夕 ‘‚ · 」 、‚ 一 」 ‚一 、 、一 【 。‚一 ‚一示 ‚ 一于’ 一 了’ 一二 式 中‚ 和 为二元相 固溶度积 公式中相应 的常 数‚ 、 和 表示溶解在基体中相关元素的 质量分数 ‚ 、‚允 和 、 表示在微合金钢 中相关 元素总的质量分数 在确定的初始成分下 ‚联立 以 上 四式可求得在确定温度 时 、 和 元素在 基体中的平衡固溶量 【 、 、 以及复合系数 欲 联立式 和式 还可 以求得 、 和 元素 全部溶解 的最低温度 几 本文设计 了 质量分数分别为 、 和 ‚ 质量分数分别为 、 、 和 ‚ 而 质量分数统一为 ‚ 质量分数统一为