B、Nb和Mo混合添加对钢材淬火性的影响

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B和Nb或B和Mo混合添加时，可以大幅度提高钢材强度和韧性的平衡。在这些元素混合添加的情况下，即使冷却速度相当慢（例如，在相当于空冷的情况下），B也能有效发挥作用，提高淬火性（相变温度下降），并使钢材强度明显提高。新日铁就Nb-B和Mo-B混合添加时钢材机械性能的改善和淬火性提高的机理进行了研究。

根据Nb-B和Mo-B混合添加对0.05%C系中间水冷型冷轧钢板（20mm）的抗拉强度和低温韧性的影响（钢板中心部的冷却速度为20℃/s）可知，B几乎不会影响C-Mn钢的强度，但会使钢的韧性下降。相比之下，Nb-B或Mo-B混合添加钢的强度和低温韧性的平衡比单独添加钢的大幅度提高。尤其是，Nb-B混合添加的效果大。B单独添加钢的显微组织以多边形铁素体为主，贝氏体的生成量少，而Nb-B或Mo-B混合添加钢会形成贝氏体单相组织，组织中能看到伸长的原始奥氏体晶界。在冷却速度没有直接淬火那么大的情况下，Nb-B或Mo-B混合添加是大幅度提高强度-低温韧性平衡的非常有效的办法。

对B单独添加、Nb-B或Mo-B混合添加钢加工后的连续冷却曲线比较可知，Nb-B或Mo-B混合添加钢的相变温度比B单独添加钢的小。根据采用线径迹蚀刻法（ATE）观察的B单独添加钢和Nb-B或Mo-B混合添加钢的B的分布可知，在B单独添加钢中能看到在原始奥氏体晶界中有粗大的B析出物（根据电子衍射可以判定为Fe23(C、B)6）。另一方面，在Nb-B或Mo-B混合添加钢中没有观察到B的析出物，在伸长的原始奥氏体晶界中存在着B的偏析。由此可知，添加B可以提高淬火性是由于B原子在原始奥氏体晶界中处于偏析状态，一旦生成粗大B析出物，就会使淬火性显著下降。

虽然目前有关这种混合添加可以提高淬火性（相变温度下降）的机理尚不明确，但Nb和Mo具有以下三种效果：①延缓B向晶界的扩散；②延缓B析出物向晶界的扩散；③减少B析出物中的B含量（Fe23(C、B)6）。可以预计今后通过高精度分析仪、第一原理计算和热力学计算并用一定会弄清楚。