晶粒細化的控制方法

通過(guò)采用工藝方法控制可使金屬材料的晶粒細化、均勻，從而提高材料的強度、韌性和塑性，更好適應工程項目對材料的要求。對于晶粒細化，目前的控制方法有：

1、氧化物冶金技術(shù)

基本原理是利用鋼中形成較早、且分布均勻，氧化物作為鋼中硫化物、氮化物和碳化物等析出物的非均質(zhì)形核核心，并通過(guò)控制這些析出物的位置和分布，完成對晶粒成長(cháng)的控制，然后利用鋼中的復合夾雜物來(lái)誘導晶內針狀鐵素體形核來(lái)細化材料的組織。

該方法的關(guān)鍵是如何在鋼中獲得細小的夾雜物。首先，必須提高鋼液的純凈度，并且去除鋼液中已生成的各種較大顆粒的非金屬夾雜物;其次，為了確保獲得細小的第二相粒子，以保證第二相粒子能夠在固態(tài)下析出，應將各種夾雜物生成元素的濃度積控制在固相線(xiàn)的平衡濃度積以下。獲得第二相離子的方法有內部析出法和外部加入法。前者利用鋼中析出物作為非均質(zhì)形核核心的原來(lái)來(lái)細化組織，后者通過(guò)在材質(zhì)外部添加第二相粒子的方法對組織細化。

2、TMCP工藝

TMCP工藝包括控制軋制工藝和軋制后的控制冷卻工藝2個(gè)階段，它主要是通過(guò)控制軋制溫度和軋制后的冷卻速度，以及冷卻的開(kāi)始溫度和終止溫度來(lái)控制高溫奧氏體的組織形態(tài)和相變過(guò)程，目的是細化奧氏體晶粒組織，增加奧氏體的位錯密度，提高鐵素體的形核率來(lái)細化相變后的組織，從而達到細化組織和提高力學(xué)性能的目的。

3、HIP工藝與弛豫技術(shù)

1)HIP工藝是在常規TMCP工藝的基礎上發(fā)展起來(lái)的，它主要是增加鋼中Nb的含量。由于Nb除了具有阻止奧氏體再結晶和細化鐵素體晶粒的作用以外，它還具有顯著(zhù)提高鋼的再結晶和細化鐵素體晶粒的作用以外，它還具有顯著(zhù)提高鋼的再結晶終止溫度和降低相變溫度的作用，因此，通過(guò)HIP技術(shù)可以顯著(zhù)提高管線(xiàn)鋼的終軋溫度，然后配以較快的冷卻速度，從而得到細小的針狀鐵素體組織，從而細化晶粒。

2)為了滿(mǎn)足高級別材質(zhì)高強度高韌性的同時(shí)并具有高塑性這一發(fā)展趨勢，開(kāi)發(fā)了弛豫技術(shù)。這種技術(shù)的關(guān)鍵是將終軋后的鋼板空冷一段時(shí)間，使鋼板在入水前的溫度降低到Ar3以下30-50℃，生成一定量的先共析鐵素體，最后通過(guò)一定冷速的水冷，得到先共析鐵素體和貝氏體/MA的雙相組織，從而極大提高管線(xiàn)鋼的強度、塑性及韌性。