低碳微合金钢热变形加工图与组织演变机制的研究

本研究拟采用动态材料模型加工图开展典型低碳微合金钢及细晶粒钢的加工图实验研究和理论研究，并根据加工图优选设计有典型科学意义的热变形实验方案，开展与热变形过程并行的各种微观组织变化的基本规律和机制机理研究，综合给出变形温度、变形速率及变形量三维空间中回复、再结晶、晶粒粗化、析出、组织失稳乃至局部破坏等过程发生的条件范围，以及再结晶、析出、组织失稳等过程之间可能重叠发生的外界条件，用于了解热变形条件、微合金元素对微观组织演变机制的影响及变化全貌，从而建立设计和优选相关微观组织演变基础性研究方案或工艺方案的合理判据，开辟材料及工艺优化设计的一条新途径。本项目完成后，有助于全面系统地加深对微合金钢和细晶粒钢的各类热变形过程中发生的复杂物理冶金过程的了解，为企业生产高性能金属材料提供理论指导。

微合金钢和细晶粒钢均被视为结构材料发展的重要突破及钢铁材料物理冶金学理论应用的典范，其显微组织组成及力学性能极大地依赖于热变形过程中发生的显微组织变化过程，因此急需开展与热变形过程并行的各种微观组织变化的基本规律和机制机理研究。本项目针对广泛应用的含Nb-V-Ti低碳微合金钢热变形过程中组织演变机制进行了深入研究。基于Thermo-Calc软件平台分析计算低碳微合金钢的相平衡图、析出物析出开始温度、析出物最大摩尔分数等特征值；利用双曲正弦关系建立了合金元素与动态再结晶激活能的关系，根据E.I.Poliak和J.J.Jonas模型分析了微合金元素对动态再结晶临界应变的影响。采用Prasad提出的动态材料模型以及基于Ziegler和Murty流变失稳判据开展含Nb、V、Ti低碳微合金钢的加工图实验研究和理论研究，并根据加工图优选设计有典型科学意义的热变形实验方案，综合给出了变形温度、变形速率及变形量三维空间中再结晶(回复)、晶粒粗化、析出、组织失稳乃至局部破坏等过程发生的条件范围，以及再结晶、析出、组织失稳等过程之间可能重叠发生的外界条件，了解热变形条件、微合金元素对微观组织演变机制的影响及变化全貌，建立了设计和优选相关微观组织演变基础性研究方案或工艺方案的合理判据，开辟材料及工艺优化设计的新途径；超额完成了项目的既定目标。通过本项目的资助，发表学术论文9篇，被SCI/EI收录7篇，培养硕士研究生3名（在读），培养了博士后1名（向嵩），晋升教授1名（向嵩），获国际钒技术委员会奖励1项，获贵州省青年科技奖1项。