【摘 要】
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Ti微合金钢不仅成本低廉,而且具有优良的综合力学性能,成为钢铁行业研究和发展主要方向。但Ti化学性质非常活波,熔炼损耗较大,在Ti微合金钢中添加少量Zr,可提高Ti在奥氏体中的固溶度,稳定纳米TiC低温析出,有利于控轧过程中获得细小均匀的奥氏体组织,提高钢材综合力学性能,同时对实际生产过程中轧制工艺的制定具有一定的指导意义。本文以自主设计的Ti-Zr微合金低碳钢（0.035Zr钢、0.091Zr钢
【基金项目】
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国家自然科学基金项目“Ti-Zr微合金化工程机械用钢控轧过程中奥氏体组织超细化及均匀化调控机制（No.51761019）”
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Ti微合金钢不仅成本低廉,而且具有优良的综合力学性能,成为钢铁行业研究和发展主要方向。但Ti化学性质非常活波,熔炼损耗较大,在Ti微合金钢中添加少量Zr,可提高Ti在奥氏体中的固溶度,稳定纳米TiC低温析出,有利于控轧过程中获得细小均匀的奥氏体组织,提高钢材综合力学性能,同时对实际生产过程中轧制工艺的制定具有一定的指导意义。本文以自主设计的Ti-Zr微合金低碳钢（0.035Zr钢、0.091Zr钢）和Ti微合金低碳钢（高Ti钢）为研究对象,借助Gleeble-3800热模拟实验机模拟钛微合金化低碳钢控轧过程,研究了试验钢的动态再结晶和热变形行为,确定了Ti-Zr微合金低碳钢的动态再结晶临界应变值和热变形激活能,并建立了Ti-Zr微合金低碳钢的热加工方程,最后借助透射电镜研究了试验钢在热变形过程中微合金碳化物的形变诱导析出行为。通过研究试验钢的单道次热模拟变形和多道次热模拟变形行为,揭示了锆对钛微合金化低碳钢控轧过程的形变奥氏体动态再结晶行为、热变形行为和析出行为的影响规律,初步探讨了析出相的析出机制。热模拟不同条件下单道次变形研究结果表明,Zr含量增加会抑制Ti-Zr微合金低碳钢形变奥氏体的动态再结晶行为,使Ti-Zr微合金化低碳钢形变奥氏体的动态再结晶临界应变值增大,延缓再结晶晶粒长大速率,细化再结晶晶粒。Zr含量增大可提高Ti-Zr微合金低碳钢的热变形激活能,0.035Zr钢的热变形激活能Q=419.16 k J/mol,0.091Zr钢的热变形激活能Q=433.05 k J/mol。热模拟等温和变温多道次变形研究结果表明,Ti-Zr微合金化低碳钢和Ti微合金化低碳钢在高于1000℃变形时形变奥氏体均能完全再结晶。随变形温度的升高,三种试验钢的奥氏体再结晶平均晶粒尺寸均增大。对比三种试验钢,在1000℃等温多道次变形时,Ti微合金化低碳钢的奥氏体再结晶平均晶粒尺寸比Ti-Zr微合金低碳钢小,但奥氏体晶粒尺寸均匀性较差。Ti-Zr微合金低碳钢热变形后产生的析出相尺寸较小（<100 nm）,随Zr含量增加,钢中析出相数量增多的同时其尺寸减小。此外,除了（Ti,Zr）C复合析出相外还有TiC+ZrC和Zr2SC+Ti2SC两种葫芦状双生析出相。
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