【摘 要】
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由于热水器内胆特殊的服役条件,对用于制造热水器内胆的低碳微合金钢的屈服强度有一定的要求。低碳微合金钢在釉化烧结过程相当于进行了一次热处理过程,会发生铁素体-奥氏体转变、晶粒长大等显微组织变化。本文采用实验、热力学计算和有限元模拟结合的方法研究了动态形变诱导铁素体相变（DSIT）轧制工艺以及Nb、Ti含量对低碳微合金钢轧制态和热处理后的显微组织和力学性能的影响,主要研究结果如下。热力学计算结果表明:
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由于热水器内胆特殊的服役条件,对用于制造热水器内胆的低碳微合金钢的屈服强度有一定的要求。低碳微合金钢在釉化烧结过程相当于进行了一次热处理过程,会发生铁素体-奥氏体转变、晶粒长大等显微组织变化。本文采用实验、热力学计算和有限元模拟结合的方法研究了动态形变诱导铁素体相变（DSIT）轧制工艺以及Nb、Ti含量对低碳微合金钢轧制态和热处理后的显微组织和力学性能的影响,主要研究结果如下。热力学计算结果表明:含0.01-0.06 wt.%Nb钢板的Ae3温度在871℃-873℃之间,碳氮化物的全固溶温度在1009℃-1179℃之间;含0.02 wt.%Ti钢板的Ae3温度为874℃,碳氮化物的全固溶温度高于920℃。淬火实验表明含0.02 wt.%Nb钢板的Ar3温度为840℃-860℃。研究了不同轧制工艺对低碳微合金钢组织性能的影响。结果表明:采用不同的后3道次开轧温度（T3）的钢板轧制态屈服强度(σ0.2)相差约10-50 MPa,平均晶粒尺寸在3-4μm之间,当T3温度范围在820℃-840℃之间时,钢板的综合性能较好。结合有限元模拟结果发现,T3温度越高,轧件在轧制过程中的塑性变形抗力越低,轧件受到的轧制力越小;采用较大压下率（I#）轧制的钢板比较小压下率（II#）钢板的屈服强度(σ0.2)高,有限元模拟结果表明,压下率较大时,轧件在后3道次轧制过程中的温度回升较明显,最大轧制力也较大;不同轧制工艺对热处理后钢板的组织性能的影响不大。研究了不同Nb、Ti含量对低碳微合金钢组织性能的影响,结果表明:随着Nb含量的增加,钢板轧制态的屈服强度(σ0.2)逐渐增大（～426-459 MPa）,屈服平台逐渐明显,平均晶粒尺寸约在3-4μm之间。比较含相同质量分数的Nb、Ti钢板发现,含Nb钢板的屈服强度（～430 MPa）比含Ti钢板的（～371 MPa）的高约60 MPa,含Nb钢板的晶粒尺寸（～3μm）比含Ti钢板的（～6μm）的小约3μm左右,含Ti钢板的拉伸曲线没有明显的屈服现象;含Nb钢板经815℃-871℃砂冷（SC）或空冷（AC）热处理后的屈服强度（SC:～412-457 MPa;AC:～415-440 MPa）比轧制态的略微降低,热处理后的晶粒尺寸约为3-4.5μm,比轧制态的略有增大。主要是由于在热处理过程中轧制引起的应变储存能得以释放,促进晶粒长大。含Ti钢板在砂冷热处理后的屈服强度（～389-397 MPa）比轧制态的略有提高,而空冷热处理后的屈服强度（～353-389 MPa）比轧制态的略有降低。对含0.02-0.06wt.%Nb的钢板经过871℃砂冷热处理后的强化机制进行计算分析发现,各种强化机制对砂冷热处理后钢板屈服强度的贡献依次为:细晶强化（～45%）,固溶强化（～25%）,位错强化（～15%）和析出强化（～10%）。
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