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销售铌条

发布时间:2018/12/27 16:00:37      作者:山东省华纳稀有金属回收有限公司      点击:34

  钢轨钢主要依赖它的耐磨性能和滚动接触疲劳性能。尽管钢轨钢的一般特点到处都能查阅,但众所周知,钢轨的奥氏体晶粒结构不均匀,同时也难以实现尺寸细化。本文的目的是开发Nb微合金化成分设计,可使钢轨进行热机械轧制,从而获得高度细化的、饼状奥氏体晶粒结构。细小的奥氏体晶粒尺寸带来许多优势。其中,我们将奥氏体晶粒尺寸定义为平均线割尺寸(Lγ)。Lγ值越小,则最终转变后的组织越细,脆性夹杂物的影响作用也随之降低。随着Lγ减少,在奥氏体晶粒表面的渗碳体颗粒尺寸或渗碳体膜的厚度越小。


  钢轨采用尺寸为300mm×440mm×4700mm的板坯来生产,将板坯加热至1200℃,然后在不到20道次内变形至所需的断面。当板坯在1200℃加热4h后,初始奥氏体晶粒尺寸超过460μm,在最初的两个道次变形后,晶粒尺寸降至约50μm,之后,在随后的道次中晶粒尺寸保持在该值。缺乏微合金化元素导致在加热温度下组织粗大,所有的后续变形使钢在道次之间处于再结晶状态。通常,钢轨钢中的奥氏体晶粒尺寸随着取样位置不同(图1)和工艺参数的变化而存在显着的变化。轨底部位由于经历较大的塑性变形,因而具有更加均匀、相对细小的奥氏体晶粒尺寸。


  加入合适的微合金化元素,如果能够延迟奥氏体再结晶过程,则将导致变形程度较低的的轨头产生明显的晶粒细化。这种对再结晶的抑制是在对大量低强度材料控轧中形成的非常确定的过程,因此技术成熟,尽管是针对低碳钢。但对钢轨钢,这种有意思的作用从来没有被利用,也就是说,尤其是要在钢轨的轨头部位实现饼状奥氏体结构。饼状化使晶粒形状具有更高的各向异性,将导致单位体积内的晶粒表面积显着增加。同样,在未再结晶奥氏体内的剪切带变形,使晶粒进一步细化。例如,在加热温度下固溶的Nb,如果随后的变形促进析出,则本身就可以抑制变形过程中奥氏体再结晶。


  当奥氏体中与NbC平衡的C含量为0.8%(wt%,下同)时,1200℃时Nb在奥氏体中的溶解度只有0.01%,这就是为什么在高碳钢中Nb微合金化技术很少起作用的原因。尽管如此,对Nb微合金化钢轨的开发工作也取得一定成果。Nb的加入(0.04%)可使1200℃保温30min后的奥氏体晶粒尺寸Lγ从360μm降至220μm。尽管在加热温度下溶解的Nb量低,但对奥氏体调节和随后的珠光体转变产生强烈影响。这对钢轨而言是个好的预兆,因而从方坯加热炉出钢进入轧机时的奥氏体晶粒尺寸细小。


  早期试验研究表明,特别是在调整Cr、C和Si含量的情况下,加入高达0.047%Nb,可使钢轨的性能得到改善。在近来开展的研究中,Nb加入(高达0.073%,最佳含量为0.053%)到重轨钢中,可获得仅为7.2μm的等轴奥氏体晶粒,同时断裂韧性高达50MPa·m1/2。研究用钢不是大规模工业试制用钢,而是50kg实验室熔炼炉熔炼。研究也发现,由于Nb的加入,降低珠光体片层间距,在珠光体的铁素体片层和渗碳体中明显观察到富Nb的析出物。其他研究也发现Nb微合金化的钢轨有着相同的断裂韧性。与V作为微合金化元素的钢轨相比,Nb微合金化钢轨具有更高的强度和延展性。对高C(0.85%-1.01%)、Nb微合金化(0-0.12%Nb)钢轨钢的研究表明,当Nb含量低于0.05%时,Nb的加入对材料的强度、塑性和淬透性等力学性能均产生有利作用。