近年來，熱成形鋼在汽車白車身中的應用逐年增加，為進一步改善該鋼的強塑性，微合金化處理被廣泛應用于熱成形鋼中。

Nb元素對熱成形鋼的組織性能調控作用顯著，可以有效細化原始奧氏體晶粒，形成的納米第二相會釘扎位錯，同時提高材料的強度與塑性。

LIANGJ等研究了Nb微合金化對商用38MnB5鋼組織性能的影響，發現添加Nb后，尺寸為20~50 nm的(Nb,Ti)c均勻分布在基體上，原始奧氏體和馬氏體塊尺寸分別減小至15.9 um和0.55 um，抗拉強度維持在1.9 GPa的同時，總伸長率達到9.14%。

LINL等研究了不同Nb含量對22MnB5鋼的影響，發現隨著Nb質量分數的增加 (0->0.027%-0.049%) ，原始奧氏體晶粒度與馬氏體板條寬度均更加細小;當Nb質量分數為0.049%時，細化效果最為顯著，原始奧氏體晶粒度與馬氏體板條寬度僅為傳統熱成形鋼的1/3左右。V微合金化也可實現強塑性的提升，但V是低溫析出元素，大多數固溶在基體中。

采用Nb-V復合添加的方式，利用微合金元素之間的協同作用更有利于析出碳氮化物，能進一步提升熱成形鋼綜合性能。圖1所示為3種試驗鋼顯微組織圖像，相較于無微合金元素的30MnB5 鋼30MnB5Nb鋼的原始奧氏體晶粒尺寸變得細小，Nb-V復合微合金化對原始奧氏體晶粒度的細化效果最為顯著。

LIU B等研究了不同Nb、V含量配比對試驗鋼顯微組織的影響，發現Nb元素的添加會提高殘余奧氏體的含量，而V對殘余奧氏體的影響較小，利用0.035%Nb+0.025%V (質量分數) 微合金化后的試驗鋼平均晶粒尺寸最小，僅為1.6um左右。此外，中信金屬股份有限公司與中國汽車工程研究院合作開發的0.04%Nb+0.04%V熱成形鋼已成功實現工業化試制并裝車應用。

在商業化的22MnB5鋼中，常添加B元素以提高材料的淬透性，高溫下B和N很容易形成網狀的BN，造成材料性能惡化。Ti可以起到固N的作用，可優先與N結合形成TiN，從而避免網格狀BN析出。但TiN尺寸往往在100 nm以上，較大的TiN會惡化試驗鋼塑韌性。

Nb、V、Mo的碳化物傾向于在已形成的碳化物表面形成，穩定界面能、減小碳化物粗化趨勢，可細化碳化物尺寸聞玉輝等發現Nb微合金化后大尺寸Ti(C，N)析出相顯著減少，基體中彌散分布著大量3~30 nm的球狀(Nb,Ti)(C,N)析出相。

圖 2所示為3種熱成開鋼析出相形貌，在無微合金化基體中發現粗大的立方狀TiN (100~700 nm) ，Nb、Mo微合金化后粗大的TiN析出相消失，Nb微合金化基體中析出細小的球狀(Nb,Ti)C (5~25 nm)，而Nb-Mo微合金化后基體中彌散分布著更細小復雜的(NbTi,Mo)C(3~15nm)。

作者：王鵬程，趙棪，路洪洲，厚建龍，趙征志

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