低合金高強(qiáng)度耐磨板用途廣泛,，涵蓋建筑結(jié)構(gòu),、汽車和管線行業(yè),。典型耐磨板碳含量小于3%,。合金加入量通常不到0.1%,，從而被稱作微合金化,。微合金化元素通過碳化物,、氮化物和碳氮化物的析出,，改善耐磨板的力學(xué)性能,。析出物尺寸,、分布,、析出分?jǐn)?shù)及析出物類型都是決定耐磨板的使用性能的重要因素。析出物延遲和/或阻止奧氏體再結(jié)晶并在最終基體中產(chǎn)生析出強(qiáng)化,，在熱軋過程中,，微合金化元素在低的終軋溫度下延遲奧氏體再結(jié)晶，從而獲得細(xì)晶轉(zhuǎn)變組織,。
鈮通常是熱軋耐磨板中的重要添加元素,，加入量在0.01%~0.1%范圍內(nèi)。過去,，進(jìn)行了許多研究,，以理解鈮的析出對(duì)熱軋變形過程中奧氏體再結(jié)晶的影響，并確定在再加熱過程中鈮的溶解動(dòng)力學(xué),。這方面的系統(tǒng)深入研究,，更好地幫助理解微合金化析出對(duì)高強(qiáng)度微合金耐磨板的力學(xué)性能的作用，了解不同鈮含量及形變熱處理的影響,。在形變熱處理時(shí),，鈮是細(xì)晶強(qiáng)化和析出強(qiáng)化元素。然而,，關(guān)于凝固過程及熱軋前的處理過程中鈮的析出方面的研究去卻不多,。
研究的目的是掌握耐磨板薄板坯加工過程中熱軋前鈮的析出，重點(diǎn)理解不同鈮加入量和凝固情況下鈮的析出行為,。對(duì)低,、中、高鈮鋼及不同的取樣位置（即鑄機(jī)和出隧道加熱爐后）的試樣進(jìn)行研究分析,，以幫助理解和優(yōu)化耐磨板中最佳鈮加入量和加工條件,。提高鈮加入量，通過提高析出物形核和長大的驅(qū)動(dòng)力,，促進(jìn)在熱軋前鈮提前析出,，這將可能導(dǎo)致加入的合金未被充分利用，因此必須要更好地理解成分和工藝參數(shù)是如何影響熱軋前鈮的析出,。本實(shí)驗(yàn)特別采用了由CSP工藝獲得的薄板坯,，不過，研究結(jié)果應(yīng)該對(duì)更寬范圍的熱裝耐磨板坯都有指導(dǎo)意義,。
1.試驗(yàn)過程
微合金析出研究由美國紐柯鋼鐵公司Arkansaa廠提供,。研究全過程中采用電化學(xué)萃取技術(shù)，定量分析溶解及析出的合金量,。初步準(zhǔn)備試驗(yàn)測(cè)試采用高強(qiáng)度V-Nb鋼,，以確定在試樣準(zhǔn)備時(shí)淬火是否充分。在淬火試驗(yàn)后,，試制了低,、中,、高鈮含量的鋼。設(shè)計(jì)鈮含量不同的試驗(yàn)用鋼,，目的是研究在不同合金含量,、板坯溫度差及熱軋前不同位置微合金析出行為。在進(jìn)行鈮的析出研究前,，進(jìn)行了中等鈮含量試驗(yàn)鋼的重復(fù)性試驗(yàn),，以確保電化學(xué)萃取過程提供準(zhǔn)確、可再現(xiàn)的結(jié)果,。
1)析出物電化學(xué)萃取
固溶及析出的微合金元素的定量測(cè)定是本研究的關(guān)鍵,。由于耐磨板中合金元素濃度低,，很難用常規(guī)技術(shù)測(cè)定固溶的微合金量,，但利用電化學(xué)萃取技術(shù)，可定量測(cè)定加入的微合金元素在鋼基體中的溶解分?jǐn)?shù)與以析出物形式存在的分?jǐn)?shù),，更好地理解鈮的析出行為,。