铌在结构钢中的应用

    结构钢通常除要求有一定的强度外，还要求有良好的塑韧性、耐疲劳性、耐磨性等。目前研究的非调质钢实际上是采用一些方法，取消淬火回火处理工序，这样可以节约能源，减少污染，降低成本。微合金化技术对于开发这类钢起到至关重要的作用。

    大同制钢研制开发的加铌SCr420钢，无异常晶粒长大现象且耐疲劳性能显著提高，其旋转疲劳极限为843MPa，比加Al的提高近100MPa。这是铌细化晶粒的结果。微合金化非调质钢在汽车制造中应用相当普遍。主要用途是曲轴、连杆、联轴器节臂、前轴、下操纵杆等。由于其具有环境保护和节约能源的优点，其生产量大有超过调质钢之势。用Nb和V进行非调质钢复合微合金化可在提高强度的同时又提高钢的韧性。当前生产的非调质钢断面径向尺寸最大约为50mm，屈服强度级别500～600MPa。主要含铌的非调质钢有：德国的e38mod-By，巴西的perliticodeForja，法国的METASAFA800、1000、1200，意大利的HV080SL、HV090SL、日本的NC33HF-1、GNF45、中国的35MnVNb、45MnVNb等。

    为满足大型焊接结构发展的需要，日本提出了TPCP(Thermo-mechanical Precipitation Control Process)新工艺，即形变热处理加沉淀强化控制工艺。其特点是不用冷却速度控制材质，设计超低碳含Mn、Nb、B贝氏体钢并兼用沉淀强化，其相变对冷速不敏感。利用相变诱导析出，获得稳定的析出强化效果，达到所要求的强度水平。钢的韧性是通过细化原奥氏体晶内的亚结构而改善韧脆转变温度。TPCP法生产的钢材厚度：桥梁板570MPa级的直径为φ83mm，机械用钢板700MPa级的厚度为35mm，型钢高层建筑柱材590MPa级的厚度为80mm(凸缘)，机械用棒材800MPa级的直径190mm。TPCP钢的焊接性能有飞跃性发展。