[發明專利]一種觀測含釩、氮高碳鋼盤條中釩析出相的方法

有效

• 申請號: 200810236833.2
• 申請日: 2008-12-12
• 公開（公告）號: CN101451964A
• 公開（公告）日: 2009-06-10
• 發明（設計）人: 沈金龍;馬黨參;桂美文;覃之光;劉建華;韓斌;夏艷花;羅德信
• 申請（專利權）人: 武漢鋼鐵（集團）公司;鋼鐵研究總院
• 主分類號: G01N23/00
• 分類號: G01N23/00
• 代理公司: 武漢開元專利代理有限責任公司
• 代理人: 馬 輝

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，它主要適用于高碳鋼盤條，其碳含量的質量百分比范圍為0.6％＜C％＜1.0％。

背景技術

預應力線材由于具有高強度、低松弛的特點，用于大跨度橋梁、高速公路、鐵路、高層建筑、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，隨著建筑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采用高碳熱軋盤條，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，適用于高速線材生產特點。目前，國內外對于釩在中、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、氮高碳鋼盤條中釩析出相的方法，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1100℃～1150℃，然后在該溫度保溫，進行高溫固溶處理；

b、再緩慢冷卻到850℃～950℃保溫，最后冷卻至室溫。

c、將冷卻后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￠8mm×12mm的試樣，以10℃/秒的速度升溫至1100℃～1150℃，在該溫度保溫300秒進行固溶處理，以5℃/秒的冷速冷到850℃～950℃保溫30分鐘，最后冷卻至室溫，將冷卻后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后，對于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后才發生析出的，大小在30～250nm，分布相對比較均勻，棱角分明。經能譜分析，確認小黑顆粒就是釩的析出相VC。

對于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，棱角分明。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，而且棱角不分明，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。

附圖說明

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，0.0091％N；將線材加工成￠8mm×12mm的試樣，以10℃/S的速度升溫至1150℃，在該溫度保溫300s進行固溶處理，以5℃/S的冷速冷到950℃保溫30min，最后，隨爐冷卻至室溫。將冷卻后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，0.016％N等。將線材加工成￠8mm×12mm的試樣，以10℃/S的速度升溫至1150℃，在該溫度保溫300s進行固溶處理，以5℃/S的冷速冷到950℃保溫30min，最后，隨爐冷卻至室溫。將冷卻后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。