組織性能模型量化是未來(lái)鋼鐵材料研究的重點(diǎn)，成熟的模型量化技術(shù)除可減少大量的檢測(cè)費(fèi)用支出外，還可使材料成分、工藝設(shè)計(jì)與性能匹配程度大大提高，從而降低設(shè)計(jì)成本。與調(diào)質(zhì)鋼相比，非調(diào)質(zhì)鋼對(duì)鍛造工藝的敏感性較大，但是在實(shí)際生產(chǎn)中對(duì)冷速的控制較難，導(dǎo)致對(duì)材料性能的均勻性控制很難，所以目前提高非調(diào)質(zhì)鋼性能均勻、強(qiáng)韌性匹配的最有效手段就是控制鋼材的成分，提高材料目標(biāo)性能匹配的置信區(qū)間。
科研工作者利用金相顯微鏡、透射電鏡及物理化學(xué)相分析等方法研究4種不同釩含量的中碳非調(diào)質(zhì)鋼鍛后空冷下的微觀組織參數(shù)與材料力學(xué)性能的定量關(guān)系。
結(jié)果表明：隨著V含量的增加，鐵素體體積分?jǐn)?shù)增多且晶粒尺寸減小，珠光體片層間距變細(xì)，直徑小于10nm的析出相粒子占比增加。當(dāng)V質(zhì)量分?jǐn)?shù)增至0.2％時(shí)材料的韌性急劇降低。材料硬度隨V質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增加而增大且鐵素體與珠光體的顯微硬度比值增大，但材料的屈服強(qiáng)度并不完全取決于鐵素體；在Hall-Patch公式、固溶元素強(qiáng)化系數(shù)和Ashby-Orowan模型等理論的基礎(chǔ)上結(jié)合相關(guān)文獻(xiàn)的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，建立了一個(gè)普遍適用于V微合金化中碳非調(diào)質(zhì)鋼屈服強(qiáng)度的預(yù)測(cè)方程。