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含Nb耐候钢09cupcrni的力学性能

  含Nb耐候钢09cupcrni的力学性能

耐候钢09cupcrni

  国家“新一代钢铁资料重大基础研究”项目中,把晶粒细化作为提高钢的性能的主要手段,而在研究的过程中,我们发现变形诱导铁素体相变(DIFT)机制对组织和晶粒细有着非常显著的效果,这一细化原理和办法在我国的钢厂中已经进行了出产、供货。生产的主要钢种是微合金钢和一般碳素钢,轿车等行业已经应用。不过对微合金元素Nb对耐候钢特别是铜磷系的耐候钢其晶粒细化作用怎么样以及变形诱导铁素体相变机制,以前研究的不是许多。
  实验选用在集装箱行业、集装箱、铁道车辆行业经常使用的的两种耐候钢,即09CuPCrNi和09CuPTiRE,分别在两个钢种中添加微合金元素Nb,其化学成分见下表。

试验用钢化学成分
耐候钢牌号 C Si Mn P S Cu Cr Ni Ti RE Nb
09CuPCrNi 0.09 0.29 0.42 0.08 0.01 0.31 0.50 0.19 - - -
09CuPCrNi-Nb 0.09 0.29 0.42 0.08 0.01 0.31 0.50 0.19 - - 0.21~0.03
09cuPTiRE 0.087 0.24 0.51 0.09 0.003 0.35 0.031 0.017 0.016 0.021 -
09cuPTiRE-Nb 0.087 0.24 0.51 0.09 0.003 0.35 0.031 0.017 0.016 0.021 0.017~0.03


  运用DIFT机制,在低温大压下,精轧的开轧温度在820℃-850℃之间,由坯厚40mm轧到3mm,弯曲温度在400℃-600℃之间。含Nb与不含Nb的09CuPCrNi和09CuPTiRE区别见下表。
  不含Nb的09CuPCrNi和09CuPTiRE的力学性能轧制后钢板的力学性能和铁素体晶粒尺寸见下表。

含 Nb 的 09CuPCrNi 和 09CuPTiRE 力学性能和铁素体晶粒尺寸
耐候钢牌号 编号 屈服强度 抗拉强度 延伸率 铁素体尺寸,μm
09CuPCrNi 49 420 540 31 7.2
09CuPCrNi 50 430 520 36 6.8
09CuPCrNi 51 420 525 30 7.0
09cuPTiRE 52 350 455 30 10.16
09cuPTiRE 53 340 430 36 9.16
09cuPTiRE 54 .40 455 36 8.57


  一般钢厂生产的耐候钢09CuPTiRE 的屈服强度约为345MPa,09CuPCrNi 的屈服强度约为 400MPa,与表3中的各种性能值对比,但是从铁素体晶粒尺寸来看看,与惯例工业出产的耐候钢的晶粒尺寸(8-10μm)相比比,细化的效果不是很明显,力学性能比正常出产的耐候钢的性能增加的并不多,在这种比较苛刻的工艺条件下,一般的大工业出产是无法实现的。可见,在不添加微合金元素、不改变耐候钢的成分设计的情况下,即使是在低温大压下、严苛的工艺条件下也是无法较大幅度加强耐候钢的力学性能的。

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