国外低合金高强度钢发展概况（二）

上接：【国外低合金高强度钢发展概况（一）】
本世纪60年代以后到现在的30多年中，低合金高强度钢的产量不断上升，品种也不断增加，用途也越来越广。微合金钢的开发和生产工艺的革新是这个阶段发展的主要特征。
虽然人们早就注意到了钒、铌、钛等合金元素对提高和改进低合金高强度钢性能方面的有益影响，但是只有在对这类钢中的组织和性能的关系有了比较深入的认识以后，才得以充分发挥它们的作用。
50年代，Hall和Petch在对力学性能和晶粒尺寸之间的关系作了大量研究以后提出了著名的Hall-Petch关系式。该关系式表明，随着晶粒尺寸d的减小，钢的屈服强度将提高。Petch的进一步研究又发现，断裂应力与晶粒尺寸之间的关系类同于屈服强度与晶粒尺寸的关系，而且冲击性能转折温度随晶粒细化而降低。60年代初，Morrison和Woodhead以及其他研究人员的大量研究表明，在适当的条件下，低合金高强度钢中可以形成一定体积分数的尺寸为纳米（nm）级的碳氮化物粒子，因而获得 的沉淀硬化效果。晶粒细化强化和沉淀强化两种强化机制成为开发新型低合金高强度钢或所谓微合金钢的重要依据。
冶金工艺技术的发展，特别是顶底复合吹炼、炉外精炼、控制轧制和控制冷却方面的革新引发了一批新型低合金高强度钢的竞相问世。
顶底复合转炉吹炼和钢包二次精炼技术可以获得低的和超低碳含量，不仅可以改善钢的焊接性能，提高塑性断裂能量和降低氢致裂纹的敏感性，而且可以充分发挥微量元素的作用。相继出现了微珠光体钢、无珠光体钢、针状铁素体钢、超低碳贝氏体钢及无间隙元素（IF）钢等。低的和超低硫含量以及夹杂物形态控制技术解决了钢中的层状撕裂问题，从而开发成功一代新的近海石油平台用Z向钢。
降低终轧温度能改善钢的性能这一事实虽然早已被人们看到，但是由于低温轧制需要轧机承受较大的负载，因此未被推广采用。由于微量铌对奥氏体再结晶的强烈抑制作用，使得含铌钢可在相对较高的温度下有效地进行控制轧制，而且控制轧制得以有效的应用。80年代初，还证实了钒和钛在控制轧制中的有益作用，创造了高温再结晶控轧工艺，解决了需要较长的道次间隔及严重影响轧机寿命和生产效率等问题。轧后加速冷却或所谓控制冷却工艺不仅影响转变温度和铁素体晶粒尺寸，而且能抑制转变前的奥氏体晶粒长大，从而进一步减小晶粒尺寸。它还能控制析出强化的强度，而且在较快速度时带来某些位错强化效应。由于控制轧制和控制冷却能充分运用细晶强化和析出强化两种强化机制，显著提高钢的强度和改善钢的韧性，使得可以用较低的碳当量来获得所需的强韧性匹配，既节省了合金元素，又改善了钢的焊接性能。控制轧制和控制冷却工艺对开发新一代的管线用钢起了关键性的作用。
70年代末双相钢的研究成果为开发具有优异成形性的低合金高强度钢开辟了新的途径。通过两相区退火或轧后适当速度冷却，可以得到铁素体基体和马氏体以岛状均匀分布的铁素体马氏体（F+M）双相钢。这类钢的性能特征是低的屈服强度和高的加工硬化率，从而成为冲压件的理想材料。进一步的研究表明，铁素体贝氏体（F+B）双相钢或铁素体贝氏体马氏体多相钢除具有双相钢的性能特征外，还有良好的深冲性能。
此外，传统的淬火高温回火钢采用两相区淬火，可以取得良好的韧化效果，已经用来开发高韧性的低合金高强度钢，例如www.gd-steel.com高强度低温钢。70年代以来，国际上召开了多次低合金高强度钢方面的专题会议。其中比较引人瞩目的有1975年在美国华盛顿召开的“微合金化75”，1983年在美国费城召开的“HSLA83”，1984年在澳大利亚沃伦刚召开的“”高强度低合金钢会议，1985年在中国北京召开的“国际高强度低合金钢会议”和1990年在中国北京召开的“低合金高强度钢工艺、性能、使用会议”。在这些会议上系统地、全面地报导了60年代以来的30年之间低合金高强度钢的理论研究，新钢种、新工艺的开发及应用方面的经验和成功，并且探讨了低合金高强度钢发展中存在的问题，指出了前进的方向。

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资料来源：东莞市弘超模具科技有限公司结构钢事业部
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