高錳高鈮鋼的再結(jié)晶、析出和奧氏體晶粒細化

對3種不同含鈮量的高錳鋼進行了一系列實驗，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(jié)晶歷程。在該變形溫度范圍內(nèi)，析出效應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，晶粒粗化率很低。實驗的結(jié)論是：

由于不存在析出，高錳高鈮鋼的再結(jié)晶連續(xù)進行。隨著溫度的降低，由于回復低再結(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，導致產(chǎn)生必須予以避免的混合晶粒組織。實驗結(jié)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。

較細的初始晶?？梢约铀凫o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)生均勻且細小的晶粒，在軋制過程中晶粒會被完全壓扁均勻化，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對鋼的最終性能會有很大的正面影響。