变形条件下稀土对低碳高铌钢再结晶和第二相析出行为的影响

The use of high niobium instead of molybdenum and vanadium with high temperature processing is the direction of low-cost development of high strength and toughness of steel. It can expend non recrystallization region, reduce the rolling deformation resistance, and contribute to the control of the plate and improve the mill's capacity in the production of high-performance steel. However, the effects of rare earth on niobium precipitation behavior and austenite recrystallization behavior under the deformation conditions in the low carbon and high niobium steel are rarely studied. On the basis of preliminary studies HTP technical ideas is adopted in the thermal simulation experiment. Effect of La content on solid solution and precipitation behavior of niobium is studied.In order to get influence of Lanthanum content on the hot deformation behavior of austenite recrystallization in the steel,rare earth content of the interaction between recrystallization and precipitation behavior of low carbon and high niobium steel is also studied in the project.The results provide theoretical support for the development of low-cost high-strength ductile steel and provide a new way for comprehensive utilization of China's Bayan Obo rare earth ore. The project has significant economic and social benefits.

利用高铌代替钼、钒等元素而形成的高温轧制工艺（HTP，high temperature processing）可以扩大奥氏体未再结晶区、减小轧制变形抗力、有助于板型控制及提高轧机的能力，低碳高铌钢是低成本高强韧性钢材的发展方向。在铌钢中加入稀土可以促进奥氏体区铌的固溶并抑制奥氏体晶粒粗化。但是稀土对低碳高铌钢中变形条件下铌的析出行为及奥氏体再结晶行为的影响的研究较少。在项目申请人前期研究的基础上，拟采用HTP技术思路，通过热模拟实验，研究不同含量的稀土镧对低碳高铌钢中铌在钢中的固溶及析出行为，以及稀土含量对低碳高铌钢中再结晶和析出行为之间的交互影响，掌握稀土镧对低碳高铌钢热变形过程中奥氏体再结晶行为的影响规律。研究结果为我国低成本高强韧性钢材的开发提供理论支持，对于我国白云鄂博稀土矿的综合利用提供了新的途径，具有重大的经济效益和社会效益。

项目任务书中的研究内容包括三个部分：1）借助TEM技术，从显微层次上分析不同含量的稀土镧对在变形条件下低碳高铌钢中铌的析出行为的影响；2）根据第一项研究工作结果，结合光学显微镜及SEM技术、TEM技术分析实验钢在热变形条件下稀土元素镧含量对于低碳高铌钢中再结晶和析出行为之间的交互作用；3）含稀土低碳高铌钢热变形过程中工艺优化及组织控制。已按项目计划完成了上述三方面的研究内容，未做任何调整。. 项目将理论研究与实际应用相结合，运用Gleeble 热模拟试验机和和管式加热炉进行了相关实验，利用金相显微镜、扫描电镜、透射电镜和理化分析方法，分析了稀土对铌的溶解和析出行为的影响，确定了在不同铌析出的条件下，再结晶和析出行为之间的交互作用，根据稀土对铌溶解、析出和再结晶行为的影响规律进行了实验室热轧工艺的研究，并将研究结果应用于包钢生产实际，开发出屈服强度为700MPa级别的热轧带钢。. 当均热温度为1250℃保温1h时稀土使铌固溶百分比提高54.1%；保温20h时抑制了奥氏体晶粒的长大，使空冷组织均匀细小，不同的稀土含量对铌固溶百分比的影响较小。变形温度升高，模拟卷取时第二相析出颗粒细小，不含稀土钢的析出减少，硬度下降，含稀土钢的析出变化不大，硬度基本不变。稀土抑制了含铌第二相在900℃单道次变形后的析出动力学过程，延长了含铌第二相的应变诱导析出开始时间和结束时间；单道次变形完等温弛豫480s后，稀土镧使等温弛豫过程中铌的析出量百分比增加，析出物颗粒尺寸有所粗化；析出过程和再结晶过程同时进行，添加稀钢的静态软化率比未加稀土的钢高；析出过程先于再结晶过程发生，添加稀钢的静态软化率比未加稀土的钢低。在实验室进行了热轧参数优化和组织控制，将该项目的研究成果应用于包钢新体系热轧产品开发，通过微量稀土在钢中的添加在保证产品性能的前提下降低了钢的加热温度，扩大了精轧的轧制温度窗口；成品中稀土含量为3~10ppm时，20℃ 和-40℃ 的冲击韧性提高50~100%。. 本项目的主要研究成果为已发表学术论文6篇，录用论文2篇（其中EI收录3篇，4篇为核心期刊），申请专利1项。本项目培养硕士研究生4人（已毕业）。