图5-15 在普碳钢和含铌钢中，单道次 的变形量和变形温度对再结晶奥氏体 晶粒尺寸的影响
总结：
铌在奥氏体中存在形式：1)加热时尚未溶到奥氏 体中的Nb(C、N)；2)固溶到奥氏中的铌；3)加热 时溶解、轧制过程中又由奥氏体中重新析出的 Nb(C、N)。轧制的不同阶段，其阻止奥氏体再结 晶是不同的。
5.2.2 影响Nb(C、N)析出的因素 (1)变形量和析出时间
图5-6 在含有0.06%C、0.041%Nb和0.0040%N的钢中，变形量对沉淀的影响 1-67%变形；2-50%变形；3-33%变形；4-17%变形
(2)变形温度
1）析出量相等时，未 再结晶区轧制所需时间 短。原因：
2）析出量一定时，在 高温所需等温时间短， 低温所需等Байду номын сангаас时间长。
（1）微量元素对动态再结晶临界变形量的影响
机理：1）合金元素 偏析于晶粒边界而 引起的溶质原子的 拖拉作用；2）合 金元素的碳氮化合 物在晶界沉淀而引 起的钉扎作用。
图5-9 实验钢1000C变形时真应力-真应变曲线
（2） 微量元素对再结晶数量的影响
图5-10 1000C终轧后晶粒再结晶面积百分率与析出Nb量的关系
硫(S)、钙(Ca)、稀土金属(REM)及锆(Zr)。 控制钢
的塑性
微合金化元素: 特点：与碳、氮结合成碳化物、氮化物和 碳氮化物，高温下溶解，低温下析出。 作用：(1)加热：阻碍原始奥氏体晶粒长 大； (2)轧制：抑制再结晶及再结晶后的晶粒长 大；(3)低温：析出强化作用。
5.1 溶度积(溶解度乘积)
5. 微合金元素在控制轧制中的作用
HSLA钢中常用合金元素及夹杂元素分类：
1)微合金化元素：铌(Nb)、钒(V)、 钛(Ti)、铝(Al)和硼(B)。
2)置换元素：硅(Si)、锰(Mn)、 钼(Mo)、铜(Cu)、镍(Ni)和铬(Cr)。
控制钢的强 度、韧性、 相变显微组 织
3)夹杂及硫化物形状控制的添加元素：磷(P)、
特点： (1)TiN： (2) VC： (3) NbC和TiC： (2)晶格结构：Al，其余 元素； (3)氮化物与碳化物的比 较； (4)含钛钢：首先形成氮 化钛。
图5-1 中碳化物和氮化物的溶度积
特点： （1）铌钢： （2）钒钢和Si-Mn钢： （3）钛钢： 机理：沉淀对奥氏体晶 粒边界起钉扎作用使钛 钢具有高于1250℃的极 高的晶粒细化温度。
(4) 奥氏体向铁素体转变过程中和在铁素体内 Nb(C、N)的析出状态 1)碳氮化物在和中的溶解度不同相变后，产 生快速析出。 相间析出（相间沉淀）： 冷却速度大、析出温度低相间沉淀排间距小 析出质点也小。 析出时间长质点长大。 2）相变后内剩余的固溶铌继续析出，质点大小 决定于冷却速度。 3）冷却到室温，1015％左右的铌未从铁素体中 析出。
各阶段Nb(C、N)平均析出速度： 不同析出温度的影响：
终轧温度的影响： 高温轧制后冷却到相变温度:铌的平均析出速度 不大、析出颗粒较大（ 200 Å左右）。原因: 低温轧制：加大了冷却过程中铌的析出速度,析 出颗粒细小（ 50100Å ）。原因:
控制轧制就是应用这种微细的Nb(C、N)析出质 点固定亚晶界而阻止奥氏体晶粒再结晶，达到 细化晶粒的目的。
0.008
0.10
-
3
D45
0.05
0.005
0.12
0.23
4
32675A 0.045
0.006
0.10
0.17
5.3 再结晶的延迟
图5-3 中的静态再结晶动力学 (a)Si-Mn钢；(b)含0.04%Nb的钢
预应变为0.50
图5-4 中的静态再结晶动力学 (a)含0.08%Ti的钢；(b)含0.10%V 的钢 变形温度900C预应变为0.50
图5-7 温度-时间-沉淀动力学曲线、形变对沉淀动力 学的影响
规程1：在再结晶区变形、发生了再结晶
规程2：附加有未再结晶区变形、未发生再结晶
(3)钢的成分变化
图5-8 铌钢经50%变形 后在900C 时的沉淀图
曲线
钢号
铌，%
氮，%
碳，%
钼，%
1
76320
0.04
0.003
0.19
-
2
D43
0.04
5.3.5 微量合金元素对再结晶晶粒大小的影响
图5-14 铌对热轧1道次后的再结晶晶粒度的影响 （不含铌钢和含0.03%铌的钢的基本成分相同）
1-加热状态下含0.03%Nb的钢
2-加热到1250C后压下65%并且再结晶终了的不 含铌钢
3-加热到1250C后压下70%并且再结晶终了的含 0.03%铌钢
(2)出炉后到轧制前： 在轧制前，从固溶体中析出Nb(C、N)数量很少。
(3)在变形奥氏体中：
图5-3 钢中析出Nb量与变形量和变形停留时间的关系 Nb(P):沉淀相中的Nb量占钢中Nb量的%
变形温度对含铌低合金钢析出的影响： 850880C：变形加剧固溶体的分解，析 出粗大 的碳氮化物 固溶体中含铌量， 析出的碳氮化物没有参加弥散强化。 800700C变形：扩散速度 ，粗大质点碳 化物析出困难，冷却过程中析出大量细小 质点。
图5-16 含铌钢在变形50%以后等温时间内的再结晶与沉淀 （0.10%C、0.99%Mn、0.04%Nb、0.008%N）
1-100%再结晶；2-50%再结晶；3-0%再结晶；4-20%沉淀；550%沉淀；6-75%沉淀；7-100%沉淀
（3） 微量元素对再结晶速度的影响
图5-11 铌对含有0.05%C、1.8%Mn钢 再结晶速度的影响
5.3.4 微量元素对静态再结晶 临界变形量的影响
图5-13铌对奥氏体再结晶临界压下率的影响（1道次） 1-加热温度1250C，0.13%Nb，晶粒度：1.7级 2-加热温度1250C，0.03%Nb，晶粒度：2.8级 3-加热温度1150C，0.03%Nb，晶粒度：2.4级 4-加热温度1250C，不含Nb，晶粒度：0.4级
图5-2 晶粒尺寸与加热温度的关系
5.2 控制轧制过程中微量元素碳氮化合物 的析出 5.2.1 各阶段中Nb(C、N)的析出状态 (1)出炉前： 加热到1200C，均热2h：90%以上铌都 固溶到奥氏体基体中，有极少数粗大 Nb(C、N)没有固溶到奥氏体中。 1260C ：保温30min，Nb(C、N)全部溶 解。