往高強(qiáng)度微合金化鋼中添加釩的主要目的是通過V（C、N）微粒來實現(xiàn)析出強(qiáng)化。通常來說，在奧氏體/鐵素體相變期間及之后從奧氏體化溫度開始的連續(xù)冷卻過程中，V（C、N）微粒的析出是最為有效的。然而，在N含量很高的情況下，可能在奧氏體中就已經(jīng)有了VN粒子的析出?？梢宰C實這些VN粒子能促進(jìn)針狀鐵素體的晶內(nèi)形核，從而有效改善高強(qiáng)度鋼韌性?？梢姡@種添加釩的方式可以間接地促進(jìn)針狀鐵素體的形成，從而改善韌性。跟其他合金化元素（如Ti和Nb)一樣，N對顯微組織和力學(xué)性能的影響基本上與跟釩之間的反應(yīng)有關(guān)。
可以采用金相及力學(xué)試驗來搞清楚釩和氮對中碳微合金化鍛造鋼的顯微組織和力學(xué)性能的影響。研究所采用的是三種釩和氮含量不同的鋼，具體成分如下：
|
鋼 |
C |
Si |
Mn |
P |
S |
Cr |
Ni |
Mo |
V |
Ti |
Al |
N |
|
高氮鋼 |
0.26 |
0.30 |
1.48 |
0.0080 |
0.0080 |
0.29 |
0.16 |
0.03 |
0.12 |
0.01 |
0.02 |
0.0166 |
|
低氮鋼 |
0.25 |
0.34 |
1.47 |
0.0060 |
0.0080 |
0.29 |
- |
0.01 |
0.12 |
0.01 |
0.02 |
0.0057 |
|
無釩鋼 |
0.25 |
0.32 |
1.46 |
0.0070 |
0.0080 |
0.28 |
0.18 |
0.03 |
- |
0.01 |
0.02 |
0.0059 |
試驗研究所采用的鋼樣的制備過程如下：真空爐→澆注→鑄錠二次加熱至1200℃→壓鍛成80×80mm棒→再加熱至1150℃→熱軋→制成試樣。研究表明：
釩的加入可以抑制鐵素體-珠光體的形成，并在低的二次加熱溫度（950-1150℃）下促進(jìn)貝氏體的形成；
N含量增加，促進(jìn)了針狀鐵素體的形成，這是由于VN粒子的析出有利于晶內(nèi)形核；
在低N和高N含釩鋼中均發(fā)現(xiàn)在高的二次加熱溫度下（1250-1300℃）針狀鐵素體占主導(dǎo)地位，這說明在這種條件下VN粒子的析出和晶內(nèi)形核更加有效。
強(qiáng)度隨著釩和氮添加量的增加而增加應(yīng)歸功于V（CN）粒子的析出強(qiáng)化作用；
隨著顯微組織的變化，即束狀貝氏體、針狀鐵素體和細(xì)小的鐵素體-珠光體的相繼出現(xiàn)，沖擊韌性提高。（余冶）
