对于微合金化耐火钢，大量学者研究表明内部微观组织形态与材料的高温性能密切相关。研究发现针状铁素体可以有效地提高耐火钢的强度，随着针状铁素体含量的升高，材料的强度提高。在耐火钢中的铁素体形态分为交叉排列和平行板条束两种，这种结构可以起到较好的作用。多位学者的研究表明：材料内部的针状铁素体受冷却速率的影响较大，当选取的冷却速率较小时，组织内部的铁素体主要以等轴状和多边形形态存在，冷却速度较大时可能会得到贝氏体组织，只有冷却速度合适时才有可能得到针状铁素体。
针状铁素体可以有效地提高耐火钢的强度，因此在对耐火钢进行后期处理时提高针状铁素体的含量非常必要。在耐火钢中加入Mo和Nb元素可以有效地抑制多边形铁素体，促进针状铁素体的形成，V元素作为强碳化物结合元素，可以促进碳化物的析出，这些析出可以为针状铁素体提供有利的形核位置，进而促进针状铁素体的生成。东北大学材料科学与工程学院的研究者通过应用相变仪控制耐火钢的冷却速度，进而研究冷却速率对组织转变的影响。此外，耐火钢中的Nb和V的沉淀析出对耐火钢强度有着重要的影响。
实验用的材料采用真空电磁感应炉冶炼并浇注成锭，将铸锭加热至1150℃保温2h后进行锻造，锻后圆柱形坯料尺寸为Φ60mm×300mm。实验轧制工艺：将坯料以10℃/min的加热速度加热至1150℃，保温2h，缓冷到1100℃进行粗轧，在900℃进行精轧，终轧温度为770℃，将钢筋置于冷床上进行空冷，轧制后材料尺寸为Φ20mm，用线切割将材料加工成Φ8mm×15mm的小圆柱，并用砂纸将其两端打磨平滑。实验结果表明：
（1）随着冷却速率的增大，实验钢的组织细化。将冷却速率控制在10～30℃/s时，组织中均匀地分布着大量的针状铁素体，其平均宽度约为1μm；
（2）当冷却速度为20℃/s时，材料的显微组织为针状铁素体、粒状贝氏体和粒状组织，该组织为耐火钢的理想组织。因此20℃/s是合理的冷却速率；
（3）终冷保温处理可以使Nb、V碳氮化物进一步析出，将实验钢在600℃保温300s后，材料的组织为粒状贝氏体和细小的针状铁素体，该组织相比于其他处理制度得到的组织更为优异，因此该终冷处理制度较为合理。（余冶）


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