(2)对再结晶的影响

研究表明，V 元素对推迟再结晶的影响较小，它可以提高钢的晶粒粗化温度，扩 大奥氏体再结晶区的温度范围，因此 V-N 微合金钢可以采用高温奥氏体区的再结晶 控制轧制，使奥氏体晶粒通过反复轧制得到细小的奥氏体颗粒，从而起到细化晶粒的 作用[23]。

(3)对固溶 N 元素的影响

钢中固溶 N 含量过高时，会在钢中造成气孔，并且引起时效脆化，降低合金的 塑性和韧性，使钢材在低温时易发生脆性断裂。但是，适量的氮在堆焊合金中能起到 细晶强化和沉淀强化的作用。然而，有个前提，就是需要有其它合金元素的加入。钒 就是一个很好的选择。钒的加入，可以消除钢中固溶 N 对钢基体的不利影响，提高 钢的强度，增强基体的热稳定性。而且，V 是强碳化物形成元素之一，可以和 C 结 合形成钒的碳化物，如 V4C3、VC 等。V 的碳化物结构很稳定、熔点又高。在基体上 碳化物 VC 通常以细小的颗粒存在，由于这种碳化物难溶于奥氏体中，因此它可以阻 止晶界的移动，抑制晶粒的长大。钒的复合物 VC、VN 和 V2O3 的熔点均很高，在晶 体结晶时可以作为结晶形核的核心，达到细化组织的效果。而且对焊缝金属焊后的二 次加热能形成二次碳化物 VC，细小 VC 的弥散析出，可以增强基体的强度和硬度， 并在磨损过程中可以提高基体对初生碳化物的保护作用，防止基体被磨损后碳化物裸 露出基体表面，从而可以提高堆焊合金的耐磨性。

所以，同样的原理，在堆焊层中加入钒铁后，堆焊层合金的耐磨性可以显著提高， 一方面是因为自生成的硬质碳化物颗粒(VC 型碳化物)弥散分布在基体组织中，并且还有一小部分微小的碳化物会在基体的晶界中析出，从而阻碍了晶界的位错移动，降 低了晶界的平均自由能，进而提高了晶界区域断裂时需要消耗的能量，最终导致堆焊 层的耐磨性提高。另一方面是具有较好塑韧性的合金基体能对碳化物颗粒进行有效地 支撑和镶嵌作用，碳化物颗粒周围在外力作用下产生位错并发生扩展与增殖，延阻了 碳化物颗粒的剥离，同时在切向应力的作用下，磨粒向前推进，在基体表面滑过后犁 出微沟，把材料挤向两边或前面，切向力不断作用形成犁皱。当基体材料表面屈服应 力达到屈服极限时，发生材料的塑性变形并引起位错在晶界堆积，从而萌生微裂纹。 并且基体较好的韧性也延缓了显微切削微裂纹的形成、生长和并合，从而使堆焊层金 属的耐磨性得到提高。另外，堆焊层中存在大量的碳化物颗粒，能有效地抵抗外来硬 质颗粒向基体的压入，从而减少了硬质颗粒与基体的接触，使磨损后的沟槽变浅，堆 焊层的耐磨性增加[24]。