高錳高鈮鋼的再結(jié)晶、析出和奧氏體晶粒細(xì)化

對3種不同含鈮量的高錳鋼進(jìn)行了一系列實(shí)驗(yàn)，包括應(yīng)力張弛試驗(yàn)、物理冶金模型和原始奧氏體晶粒和析出物觀察。研究了鈮對再結(jié)晶和析出性能的影響。結(jié)果顯示在高錳高鈮鋼中存在一個新的從完全靜態(tài)再結(jié)晶導(dǎo)致晶粒細(xì)化的變形溫度范圍，然而，較細(xì)的初始晶粒可以加速緩慢的完全靜態(tài)再結(jié)晶歷程。在該變形溫度范圍內(nèi)，析出效應(yīng)太弱無法有效地抑制完全靜態(tài)再結(jié)晶的形核，但是溶質(zhì)阻力仍大得足以放慢生長速率。作為結(jié)果，在相對較低的溫度可以實(shí)現(xiàn)較短的孕育期和均勻的再結(jié)晶形核。由于在軋制低碳高錳高鈮管線鋼的過程中的溶質(zhì)阻力效應(yīng)，晶粒粗化率很低。實(shí)驗(yàn)的結(jié)論是：

由于不存在析出，高錳高鈮鋼的再結(jié)晶連續(xù)進(jìn)行。隨著溫度的降低，由于回復(fù)低再結(jié)晶的驅(qū)動力增大，同時，由于晶界流動性的降低，整個再結(jié)晶歷程變得更緩慢，導(dǎo)致更長的孕育期和更長的完成期。

由于高錳的添加，鈮的析出被延遲了。由于析出物的存在，再結(jié)晶在完成之前被中止了。一旦再結(jié)晶停止，已再結(jié)晶的晶粒和未再結(jié)晶的晶粒都開始生長和粗化，導(dǎo)致產(chǎn)生必須予以避免的混合晶粒組織。實(shí)驗(yàn)結(jié)果還顯示由于析出導(dǎo)致晶粒粗化增強(qiáng)，消除了鈮的固溶。

在1273K(1000℃)，情況取決于鈮的含量。含鈮量為重量百分比0.1%的鋼，應(yīng)力-松弛曲線并不顯示任何由緩慢再結(jié)晶引起的明顯的軟化，而在這一期間的確發(fā)生了再結(jié)晶，沒有觀察到析出。較高的溶質(zhì)鈮能減緩再結(jié)晶晶界的流動性，因此，它能有效地抑制晶粒粗化。

較細(xì)的初始晶粒可以加速靜態(tài)再結(jié)晶，但是如果析出發(fā)生在再結(jié)晶結(jié)束之前，就會發(fā)生部分再結(jié)晶。同時析出導(dǎo)致固溶鈮的消除，由此增加了晶界的流動性，產(chǎn)生了混合晶粒組織。

在大約1273K(1000℃)變形之前細(xì)化晶粒，0.1%鈮鋼的再結(jié)晶會在很短的時間內(nèi)完成，由于固溶鈮的溶質(zhì)阻力晶粒粗化也相對較慢。結(jié)果，在終軋之前會產(chǎn)生均勻且細(xì)小的晶粒，在軋制過程中晶粒會被完全壓扁均勻化，由此導(dǎo)致更細(xì)小、均質(zhì)、有效的晶粒。這一原始奧氏體晶粒條件的改進(jìn)對鋼的最終性能會有很大的正面影響。