连轧管机用限动芯棒是无缝钢管连轧机组的重要热变形工具，其工作环境极为恶劣，需要在高温下承受很大的复杂应力并经受大的循环热应力。芯棒的主要失效形式是热磨损和热疲劳，因此，影响芯棒使用寿命的最关键性能是高温摩擦抗力和韧性，通常韧性的影响更重要。根据芯棒工作环境及性能要求，国内外芯棒所用材料一般采用H13钢，其具有优良的综合性能。近年来，为进一步提高H13型热作模具钢的性能，以适应日益苛刻的服役条件，在H13钢的基础上进行成分优化，并取得了一定成效，如DIEVAR钢和QRO90钢。
Nb是一种对C有极高亲和力的元素，能形成十分稳定的碳化物，在合金钢中得到广泛的应用。Nb是锅炉钢T92的重要合金化元素，在其马氏体组织形成NbC、Nb（C，N）相，大量弥散分布在晶界和晶内，使钢的强度提高，而且由于其良好的稳定性使此类钢具有高温持久强度。Nb添加至热作模具钢中对改善热强性也有一定的运用，Nb元素在淬、回火后固溶到基体中去，经过长时间的保温后，以NbC的形式析出，提高了材料的抗回火软化能力。目前，含Nb的H13钢并未在生产中得到有效的应用和推广，因为很多实验基于小尺寸试样，而生产实践中大尺寸H13钢锭凝固易产生缺陷，微量Nb添加在大尺寸的H13钢中会大大改变组织性能，大大降低H13韧性。对于添加Nb的H13钢能否通过提高高温扩散的时间和温度来减轻偏析，以及是否可以提高奥氏体化温度同时提高回火温度来提高韧性，尚没有明确的研究结果。研究人员在H13基础上添加0.06%Nb，研究Nb对大尺寸H13芯棒退火态偏析、组织、液析碳化物影响，进而研究Nb对H13钢横向韧性的影响规律，对大尺寸含Nb的H13钢产品的实际生产和使用具有一定参考价值和意义。研究结果如下：    （1）H13-Nb中0.06%Nb加重了偏析，改变了MC相液析碳化物的类型，由VC为主变成以（V，Nb）C为主，提高了MC相析出的温度，产生较多的液析碳化物。    （2）H13-Nb退火态偏析在经过淬、回火热处理后，偏析造成钢的有效晶粒尺寸较大且分布不均匀，降低了H13-Nb芯棒的韧性。    （3）液析碳化物经过淬火、回火没有发生改变，H13-Nb中较多较大的液析碳化物对韧性也有较大的影响。    （4）大型芯棒H13和H13-Nb存在尺寸效应，从芯部到边部，偏析逐渐减轻，液析碳化物数量逐渐减少，冲击功逐渐增大。（余冶）  

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