高錳高鈮鋼的再結晶、析出和奧氏體晶粒細化

對3種不同含鈮量的高錳鋼進(jìn)行了一系列實(shí)驗，包括應力張弛試驗、物理冶金模型和原始奧氏體晶粒和析出物觀(guān)察。研究了鈮對再結晶和析出性能的影響。結果顯示在高錳高鈮鋼中存在一個(gè)新的從完全靜態(tài)再結晶導致晶粒細化的變形溫度范圍，然而，較細的初始晶?？梢约铀倬徛耐耆o態(tài)再結晶歷程。在該變形溫度范圍內，析出效應太弱無(wú)法有效地抑制完全靜態(tài)再結晶的形核，但是溶質(zhì)阻力仍大得足以放慢生長(cháng)速率。作為結果，在相對較低的溫度可以實(shí)現較短的孕育期和均勻的再結晶形核。由于在軋制低碳高錳高鈮管線(xiàn)鋼的過(guò)程中的溶質(zhì)阻力效應，晶粒粗化率很低。實(shí)驗的結論是：

由于不存在析出，高錳高鈮鋼的再結晶連續進(jìn)行。隨著(zhù)溫度的降低，由于回復低再結晶的驅動(dòng)力增大，同時(shí)，由于晶界流動(dòng)性的降低，整個(gè)再結晶歷程變得更緩慢，導致更長(cháng)的孕育期和更長(cháng)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，再結晶在完成之前被中止了。一旦再結晶停止，已再結晶的晶粒和未再結晶的晶粒都開(kāi)始生長(cháng)和粗化，導致產(chǎn)生必須予以避免的混合晶粒組織。實(shí)驗結果還顯示由于析出導致晶粒粗化增強，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，應力-松弛曲線(xiàn)并不顯示任何由緩慢再結晶引起的明顯的軟化，而在這一期間的確發(fā)生了再結晶，沒(méi)有觀(guān)察到析出。較高的溶質(zhì)鈮能減緩再結晶晶界的流動(dòng)性，因此，它能有效地抑制晶粒粗化。

較細的初始晶?？梢约铀凫o態(tài)再結晶，但是如果析出發(fā)生在再結晶結束之前，就會(huì )發(fā)生部分再結晶。同時(shí)析出導致固溶鈮的消除，由此增加了晶界的流動(dòng)性，產(chǎn)生了混合晶粒組織。

在大約1273K(1000℃)變形之前細化晶粒，0.1%鈮鋼的再結晶會(huì )在很短的時(shí)間內完成，由于固溶鈮的溶質(zhì)阻力晶粒粗化也相對較慢。結果，在終軋之前會(huì )產(chǎn)生均勻且細小的晶粒，在軋制過(guò)程中晶粒會(huì )被完全壓扁均勻化，由此導致更細小、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(huì )有很大的正面影響。