各位老铁们好，相信很多人对钛含量对热轧高强钢屈服强度影响的深入探讨都不是特别的了解，因此呢，今天就来为大家分享下关于钛含量对热轧高强钢屈服强度影响的深入探讨以及的问题知识，还望可以帮助大家，解决大家的一些困惑，下面一起来看看吧！

根据公式w有效(Ti)=w(Ti)3.4w(N)3w(S)，N和S对析出的“有效钛”影响较大。为了减少N、S元素对析出钛的影响，应控制目标N质量分数w(N)0.006%、S质量分数w(S)0.008%。分别熔炼6组不同Ti含量钢的化学成分，如表1所示。

为了保证合金元素充分熔化，实验钢在温度大于1220时加热出料，然后进行粗轧和7道次精轧。轧后厚度为2.0mm，终轧温度860。轧制后，实验钢均匀冷却至600，保温并缓慢冷却至室温后取样。

2. 实验结果与讨论

2.1 金相组织

用线切割在钢板的1/4处沿垂直轧制方向取金相试样。样品尺寸为20mm20mm2.0mm。使用金相显微镜观察钢板的显微组织。从图1可以看出，试样组织全部为铁素体和少量珠光体，晶粒尺寸越来越小。晶粒尺寸分别为7.9、6.7、5.6、3.3、2.9和2.9m。

统计计算

2.2 成品带钢析出物分析

实验钢的MC相颗粒分布，如表2所示。当钛含量小于0.035%时，钢中的Ti主要与氮、硫结合形成TiN和Ti4C2S2颗粒尺寸为数十至数百纳米。随着Ti含量的增加，过量的钛将依次从奥氏体中去除。析出、相间析出和铁素体中析出形成几纳米到几十纳米的TiC。

2.3 屈服强度检验与分析

基于细晶强化的Hall-pitch公式展开进行屈服强度累积计算[3]。

式中，Yi为晶格电阻； Yss为固溶强化与C之间的相变强化增量； Yd为位错强化； YSgs为细晶强化； YSp为析出强化。

按式（1）计算不同强化机制下的强度。低碳钢的晶格电阻Yi 为48 MPa。

一般稀固溶体中，固溶体固溶引起的屈服强度增量可用式（2）表示：

式中，[M]表示固溶元素的质量分数，%。

碳在铁素体中的最大平衡溶解度为0.011%。实际非平衡冷却条件下，碳的最大溶解度稍大一些。另外铁素体中的碳含量应低于实际最大溶解度。基于以上考虑，可以粗略地假设铁素体中的碳质量分数为0.01%，可以与0.04%的钛结合形成TiC。此时，固溶C不会产生强度增加[3]。当Ti质量分数在0.075%以上，即有效钛质量分数大于0.04%时，可以认为铁素体中没有固溶C。根据经验，当C元素质量分数为0.1%时，相变强化系数约为5.5 MPa。将化学成分代入式（2）后，计算出固溶强化屈服强度增量分别为123、123、100、82、81和80 MPa。

Yd位错强化计算：终轧温度越低、钢板厚度越薄，强化值越大。对于不同厚度的热轧微合金钢，位错强度为2040MPa，2.0mm厚热轧板的位错强度为40MPa。

YSgs细晶强化：根据霍尔螺距公式YSgs=KyD1/2，低碳钢的K值一般为17.4 MPa·mm1/2。代入7.9、6.7、5.6、3.3、2.9和2.9m晶粒尺寸，计算出细晶强化增量分别为195、212、232、302、325和325 MPa。

YSp沉淀强化计算：YSp=0.538Gbf1/2/(dln(d/2b))，G为剪切模量，b为Burgers矢量，f为析出相颗粒的体积分数，d为沉淀颗粒的平均值。直径。可见，钢中析出相的析出强化增量与体积分数成正比，与析出颗粒的尺寸成反比。沉淀强化增量可分别计算为0、25、80、222、230和250 MPa。

将6个试件每次强化增量计算的屈服强度的理论计算值和实测值填入表3。

由表3可知，不同Ti含量试样的屈服强度计算值与实测值相差在10 MPa以内，这表明F+P结构的Ti沉淀强化钢在卷边温度600，各种加固方式增量可直接累加相加。如图2所示，随着Ti含量的增加，细晶强化和沉淀强化在屈服强度增量中所占的比例越来越大。

如图3所示，Ti含量的增加与屈服强度的增加并不是线性的。当Ti质量分数为0.035%时，屈服强度增量为42 MPa。当Ti在0.035%~0.055%之间时，屈服强度的增加仍不明显（53 MPa），主要体现在微量细晶强化和沉淀强化的增量上，固溶强化降低23 MPa 。 Ti为0.055%~0.075%时，屈服强度显着提高，细晶强化和析出强化均显着改善。当Ti质量分数超过0.075%时，屈服强度增加较少。由于“有效钛”范围的限制，当Ti质量分数大于0.035%时，每增加0.02%，屈服强度的理论增量分别为58、193、30和19 MPa。超过0.075%后，细晶强化和析出强化的作用减弱，这与铁素体中平衡碳与Ti结合形成界面弥散且细小的TiC相一致。这类TiC的沉淀强化效果最好，而过量的Ti部分则在奥氏体中。中等沉淀，粒径较大，屈服强度增量较低。在此工艺组成下，屈服强度增量的拐点为钛质量分数0.055%和0.075%，与实际生产工艺相符。同一牌号、同一规格的热轧高强钢性能波动较大，波动幅度达150MPa。关于。

3. 结束语

(1)钛微合金钢屈服强度的强化主要是由于添加Ti引起的细晶强化和沉淀强化所致。

(2)Ti质量分数的增加与屈服强度的增加不是线性的。低于0.055%，屈服强度增量较小。屈服强度在0.055% 至0.075% 之间显着增加。超过0.075%后屈服强度略有增加。

(3)当Ti质量分数在0.055%~0.075%之间时，屈服强度增量最显着，可达189 MPa，其中沉淀强化增加142 MPa，细晶强化增加70 MPa，固溶强化增加70 MPa。强度降低23 MPa。

参考

[1] 毛新平，陈其林，朱大燕。新一代集装箱用钢的开发与应用//现代化工冶金与材料技术前沿—— 中国工程院化工冶金与材料工程系第七次学术会议论文集。北京，2009年。

[2] 霍向东.钛微合金高强度钢的研究与开发。钢钒钛2017(8):105

[3] 毛新平.钛微合金钢。北京：冶金工业出版社，2016。