一種觀測含釩、氮高碳鋼盤條中釩析出相的方法
2023-12-08 07:50:06
專利名稱：一種觀測含釩、氮高碳鋼盤條中釩析出相的方法
技術領域：
本發明涉及一種鋼材的檢測方法，具體地說是一種觀測含釩、氮 高碳鋼盤條中釩析出相的方法，它主要適用於高碳鋼盤條，其碳含量
的質量百分比範圍為0.6%<C°/o<1.0%。
背景技術：
預應力線材由於具有高強度、低鬆弛的特點，用於大跨度橋梁、 高速公路、鐵路、高層建築、電視塔、核電站、水利工程等現代化重 要工程，目前國內通用的高強度鋼絞線級別為1860MPa。近年來，隨 著建築業對預應力鋼材規格和強度指標要求的提高，2000MPa及以上 超高強度鋼絞線及鍍鋅鋼絲的需求量在逐漸增加，這就要求預應力線 材用盤條具有更高的強度和韌性。
目前生產預應力線材主要採用高碳熱軋盤條，增加碳提高鋼的強 度和硬度，這是提高性能的最經濟的途徑。但是碳的增加使鋼的塑性 下降，焊接性能、加工性能變壞，因此要繼續提高鋼的強度性能，就 必須考慮其它強化機制，微合金化是一個常用的做法。
常用的微合金化元素有鈮、鈦及釩，綜合多方面的因素，選擇釩 作為添加物。首先，與其它微合金相比，釩的碳氮化物(V (C、 N)) 的溶解度高，正常熱軋加熱溫度下都溶解；另外軋制過程中V的加 入對軋制工藝的敏感性小，適用於高速線材生產特點。目前，國內外 對於釩在中、低碳鋼中的應用研究較多，技術也較成熟，但在高碳鋼中的應用研究較少。在中低碳鋼(C%<0.6%)中，能清楚的直接觀 察到釩的碳氮化物析出相，而在高碳鋼中就不能直接在電鏡下觀察到 釩的析出相。因此發明一種觀測含釩、氮高碳鋼盤條中機析出相的方 法，從而掌握釩鋼的強化機理，以及對高碳鋼盤條的組織和力學性能 的影響，以便為生產控制提供依據是非常有益的。
發明內容
本發明的目的就是針對現有技術的缺陷，提供提供一種觀測含 釩、氮高碳鋼盤條中釩析出相的方法，以便在電鏡下能觀察到釩的析 出相，從而為生產控制提供依據。
本發明的技術方案是這樣實現的它包括以下步驟
a、 將含釩元素高碳鋼盤條或者含釩元素和氮元素的高碳鋼盤條 試樣升溫至U00。C 115(TC，然後在該溫度保溫，進行高溫固溶處
理；
b、 再緩慢冷卻到85(TC 95(TC保溫，最後冷卻至室溫。
c、 將冷卻後的試樣在電子顯微鏡下進行觀測，得到析出相照片
及能譜圖。
本發明較好的技術方案是將高碳鋼盤條加工成e8mmX12mm 的試樣，以1(TC/秒的速度升溫至ilO(TC 115(rC，在該溫度保溫300 秒進行固溶處理，以5T/秒的冷速冷到85(TC 95(TC保溫30分鐘， 最後冷卻至室溫，將冷卻後的試樣在電子顯微鏡下進行觀測，得到析 出相照片及能譜圖。
本發明的有益效果是經過該工藝的預先熱處理之後，對於單獨加入釩元素的高碳鋼，在電鏡下可明顯看到釩的析出相(如圖1)，析出 相呈不規則小顆粒分布在整個珠光體區，說明是在珠光體相變之後才
發生析出的，大小在30 250nm，分布相對比較均勻，稜角分明。經 能譜分析，確認小黑顆粒就是釩的析出相VC。
對於加入釩元素和氮元素的高碳鋼，在電鏡下也可以明顯看到釩 的析出相，析出相呈不規則小顆粒均勻分布在鐵素體區，說明是在相 變之前就開始析出了，而且有的以TiN為形核核心析出(如圖2)，大 小在10 100nm，分布均勻，稜角分明。經過能譜分析，確認小黑顆 粒就是釩的析出相。
滲碳體與釩的析出相則有很明顯的區別，滲碳體的顆粒較大，一 般都在100nm以上，有的甚至更大，而且稜角不分明，呈近圓形顆 粒或板條形分布(如圖3所示)。
通過本發明就可以看到釩的析出相，通過研究釩在高碳鋼盤條中 的析出行為，從而掌握釩鋼的強化機理，以及對高碳鋼盤條的組織和 力學性能的影響，可以為生產控制提供依據。
圖1是含釩元素高碳鋼盤條的電子顯微鏡照片及能譜圖。
圖2是含釩元素和氮元素的高碳鋼盤條的電子顯微鏡照片及能譜圖。
圖3是釩的析出過程圖
圖4是滲碳體與釩的析出相的比較圖
具體實施例方式
以下結合實施例對本發明作進一步描述實施例1
試樣的化學成分是以武鋼生產的WSWRH82B鋼的化學成分為 基礎，在中試工廠添加了一定量的釩鐵或釩氮合金，其主要化學成分 如下0.83 %C， 0.096% V， 0.009r%N;將線材加工成《8mmX 12mm 的試樣，以10°C/S的速度升溫至1150°C，在該溫度保溫300s進行固 溶處理，以5°C/S的冷速冷到95(TC保溫30min，最後，隨爐冷卻至 室溫。將冷卻後的試樣在電子顯微鏡下進行觀測，得到析出相照片及 能譜圖，如圖1。
實施例2
試樣的主要化學成分如下0.76%C， 0.096%V， 0.016XN等。 將線材加工成C8mmX12mm的試樣，以10°C/S的速度升溫至1150 。C，在該溫度保溫300s進行固溶處理，以5°C/S的冷速冷到95(TC保 溫30min，最後，隨爐冷卻至室溫。將冷卻後的試樣在電子顯微鏡下 進行觀測，得到析出相照片及能譜圖，如圖2。
權利要求
1、一種觀測含釩、氮高碳鋼盤條中釩析出相的方法，它包括以下步驟a、將含釩元素高碳鋼盤條或者含釩元素和氮元素的高碳鋼盤條試樣升溫至1100℃～1150℃，然後在該溫度保溫，進行高溫固溶處理；b、再緩慢冷卻到850℃～950℃保溫，最後冷卻至室溫。c、將冷卻後的試樣在電子顯微鏡下進行觀測，得到析出相照片及能譜圖。
2、 根據權利要求1所述的一種觀測含釩、氮高碳鋼盤條中釩析 出相的方法，它是將高碳鋼盤條加工成C8mmX12mm的試樣，以 1(TC/秒的速度升溫至110(TC 115(TC，在該溫度保溫300秒進行固 溶處理，以5r/秒的冷速冷到85(TC 95(TC保溫30分鐘，最後冷卻 至室溫，將冷卻後的試樣在電子顯微鏡下進行觀測，得到析出相照片 及能譜圖。
全文摘要
本發明涉及一種觀測含釩、氮高碳鋼盤條中釩析出相的方法，它包括以下步驟a.將含釩元素高碳鋼盤條或者含釩元素和氮元素的高碳鋼盤條試樣升溫至1100℃～1150℃，然後在該溫度保溫，進行高溫固溶處理；b.再緩慢冷卻到850℃～950℃保溫，最後冷卻至室溫。c.將冷卻後的試樣在電子顯微鏡下進行觀測，得到析出相照片及能譜圖。通過本發明就可以看到釩的析出相，通過研究釩在高碳鋼盤條中的析出行為，從而掌握釩鋼的強化機理，以及對高碳鋼盤條的組織和力學性能的影響，可以為生產控制提供依據。
文檔編號G01N23/00GK101451964SQ20081023683
公開日2009年6月10日 申請日期2008年12月12日 優先權日2008年12月12日
發明者劉建華, 夏豔花, 桂美文, 沈金龍, 羅德信, 覃之光, 斌 韓, 馬黨參 申請人:武漢鋼鐵(集團)公司;鋼鐵研究總院