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高 强 度 低 合 金 (钢兼具高强度和良好塑韧性以及较好的焊接性 能,被 广 泛 应 用 于 现 代 建 筑 和 工 程 结构[1-3]。一般情况下,低碳微合金钢中合金元素含量低于 5 ,通常会加入奥氏体稳定化元素 Mn 和 Si,特别是 Mn元素,可起到扩大奥氏体相区的作用,提高合金钢淬透性[4],延迟过冷奥氏体分解[5]。此外,钢中还会添加 Nb、V、Ti等微合金元素,通过细晶强化和析出强化作用,进一步提高钢的强度、韧性和焊接性能[6-9]。

随着控制轧制与控制冷却技术的发展,将微合金化工艺和控轧控冷技术结合在一起,HSLA钢有望获得佳的力学性能。控轧技术包括奥氏体再结晶区轧制和奥氏体未再结晶区轧制等。

Ma等[4]研究了终轧温度和轧制道次对 HSLA 钢组织和性能的影响,结果显示,当终轧温度处于奥氏体再结晶温度时,可获得等轴状再结晶晶粒;当终轧温度处于奥氏体未发生再结晶温度时,原始奥氏体晶粒边界被拉长。控冷技术则是通过控制

收稿日期:2021-05-20

冷却速度和终冷温度来实现钢组织和性能的改善。Man等[10]研究低碳贝氏体钢 Q550时发现,当终冷却温度为 515℃时,可获得粒状贝氏体、细小马氏体-奥氏体(M-A)岛以及少量针状铁素 体和板条贝氏体的混合组织,钢的抗拉强度可达750MPa。

另一方面 对于微合金钢而言 Nb V Ti 元素高温时固溶于基体中,偏聚在晶界处可抑制奥氏体长大,从而起到细化晶粒尺寸、提高细晶强化贡献值的作用[8];此外,固溶于奥氏体中的微合金元素会在随后的冷却过程中,以细小弥散第二相粒子的形式沿奥氏体晶内或晶界处析出,为相变提供大量形核点。李晓林等[11]利用三维原子探针(3DAP)技术对 V-N 微合金钢于不同热处理条件下的析出物进行研究,结果表明,回火处理可使 V、VN 纳米团簇与位错产生交互作用,实现更佳的强化效果。冷却速度对 HSLA 钢组织和性能的影响可以直观地从过冷奥氏体连续冷却转变(CCT)曲线中体现出来[12],即可以得到不同冷却