低合金高強度耐磨板用途廣泛，涵蓋建筑結構、汽車(chē)和管線(xiàn)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(chēng)作微合金化。微合金化元素通過(guò)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、析出分數及析出物類(lèi)型都是決定耐磨板的使用性能的重要因素。析出物延遲和/或阻止奧氏體再結晶并在最終基體中產(chǎn)生析出強化，在熱軋過(guò)程中，微合金化元素在低的終軋溫度下延遲奧氏體再結晶，從而獲得細晶轉變組織。
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。過(guò)去，進(jìn)行了許多研究，以理解鈮的析出對熱軋變形過(guò)程中奧氏體再結晶的影響，并確定在再加熱過(guò)程中鈮的溶解動(dòng)力學(xué)。這方面的系統深入研究，更好地幫助理解微合金化析出對高強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)，鈮是細晶強化和析出強化元素。然而，關(guān)于凝固過(guò)程及熱軋前的處理過(guò)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(guò)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。對低、中、高鈮鋼及不同的取樣位置（即鑄機和出隧道加熱爐后）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(guò)提高析出物形核和長(cháng)大的驅動(dòng)力，促進(jìn)在熱軋前鈮提前析出，這將可能導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是如何影響熱軋前鈮的析出。本實(shí)驗特別采用了由CSP工藝獲得的薄板坯，不過(guò)，研究結果應該對更寬范圍的熱裝耐磨板坯都有指導意義。
1.試驗過(guò)程
微合金析出研究由美國紐柯鋼鐵公司Arkansaa廠(chǎng)提供。研究全過(guò)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。初步準備試驗測試采用高強度V-Nb鋼，以確定在試樣準備時(shí)淬火是否充分。在淬火試驗后，試制了低、中、高鈮含量的鋼。設計鈮含量不同的試驗用鋼，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鋼的重復性試驗，以確保電化學(xué)萃取過(guò)程提供準確、可再現的結果。
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，很難用常規技術(shù)測定固溶的微合金量，但利用電化學(xué)萃取技術(shù)，可定量測定加入的微合金元素在鋼基體中的溶解分數與以析出物形式存在的分數，更好地理解鈮的析出行為。