Effect of Nitrogen Content and Final Rolling Temperature on Low-temperature Impact Toughness of Titanium Microalloyed High-strength Steel CGLC700

Chen Yufeng; Zhang Junfen; Xue Qihe; Bai Jun; Yang Shufeng; Li Jingshe

doi:10.20057/j.1003-8620.2023-00215

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Effect of Nitrogen Content and Final Rolling Temperature on Low-temperature Impact Toughness of Titanium Microalloyed High-strength Steel CGLC700

Forming and Phase Transition | 更新时间：2025-05-09

- Effect of Nitrogen Content and Final Rolling Temperature on Low-temperature Impact Toughness of Titanium Microalloyed High-strength Steel CGLC700
- Special Steel Vol. 45, Issue 3, Pages: 40-48(2024)
- 作者机构：
  
  1.北京科技大学冶金与生态工程学院，北京 100083
  2.河钢集团有限公司承德分公司，承德 067000
- 作者简介：
- 基金信息：
- DOI：10.20057/j.1003-8620.2023-00215
  CLC： TG142.1
- Received：26 October 2023，
  
  Published：30 May 2024
- 稿件说明：
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陈玉凤,张俊粉,薛启河等.氮含量与终轧温度对钛微合金化高强钢CGLC700低温冲击韧性的影响[J].特殊钢,2024,45(03):40-48.

Chen Yufeng,Zhang Junfen,Xue Qihe,et al.Effect of Nitrogen Content and Final Rolling Temperature on Low-temperature Impact Toughness of Titanium Microalloyed High-strength Steel CGLC700[J].Special Steel,2024,45(03):40-48.
陈玉凤,张俊粉,薛启河等.氮含量与终轧温度对钛微合金化高强钢CGLC700低温冲击韧性的影响[J].特殊钢,2024,45(03):40-48. DOI： 10.20057/j.1003-8620.2023-00215.

Chen Yufeng,Zhang Junfen,Xue Qihe,et al.Effect of Nitrogen Content and Final Rolling Temperature on Low-temperature Impact Toughness of Titanium Microalloyed High-strength Steel CGLC700[J].Special Steel,2024,45(03):40-48. DOI： 10.20057/j.1003-8620.2023-00215.

摘要

针对钛微合金化高强钢CGLC700低温冲击韧性差的问题，通过热力学计算与高温原位观察，采用电子背散射衍射、透射电镜、扫描电镜和光学显微镜对含Ti高强钢的夹杂物、第二相粒子、断口形貌和低温冲击韧性等进行了研究。结果表明，含Ti高强钢低温冲击韧性差的原因与钢中大尺寸脆性夹杂物和Ti（C，N）、TiN析出相有关。将钢中

［N］从0.004 9%降低至≤0.003 5%时，可以有效降低钢中脆性夹杂物的数量和尺寸，从而提高钢材冲击韧性；终轧温度从885~895 ℃降低至875~885 ℃，可以促使纳米级TiC第二相粒子析出和大角度晶界的生成，并降低有效晶粒尺寸，从而明显改善钢材的低温冲击韧性；同时降低氮含量至≤0.003 5%与终轧温度在875~885 ℃时，钛微合金化高强钢中平均晶粒尺寸从3.1 μm降至2.7 μm，小尺寸有效晶粒占比高，大尺寸夹杂物及数密度降低，大角度晶界中占比增长了16.6%，钢材低温冲击功可以从14

.75 J提高到37.35 J。

Abstract

Aiming at the problem of poor low-temperature impact toughness of titanium microalloyed high-strength steel CGLC700， by thermodynamic calculations and high-temperature in-situ observations， as well as the use of electron backscattering diffraction， transmission electron microscopy， scanning electron microscopy， and optical microscopy have been used to investigate inclusions， second-phase particles， fracture morphology， and low-temperature impact toughness of the Ti-bearing high-strength steel. The results show that the reasons for the poor low-temperature impact toughness of Ti-bearing high-strength steel are related to the large-size brittle inclusions and the precipitation phase of Ti（C，N） and TiN in the steel. When the nitrogen content in steel is reduced from 0.004 9% to ≤0.003 5%， the number and size of brittle inclusions in steel can be effectively reduced， and the impact toughness of steel can be improved. Reducing the final rolling temperature from 885-895 ℃ to 875-885 °C can promote the precipitation of nanoscale TiC second phase particles and the formation of large-angle grain boundaries， and reduce the effective grain size， thereby significantly improving the low-temperature impact toughness of steel. Compared with experimental steel 1#， when the nitrogen content was reduced to ≤0.003 5% and the final rolling temperature was 875-885 °C， the average grain size in titanium microalloyed high-strength steel decreased from 3.1 μm to 2.7 μm， the proportion of small-size effective grains was higher， the large-size inclusions and number density decreased， the proportion in the large-angle grain boundary increased by 16.6%， and the low-temperature impact energy of steel could be increased from 14.75 J to 37.35 J.

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