低碳貝氏體鋼中溫轉(zhuǎn)變機(jī)制及組織性能研究.pdf

1、低碳貝氏體鋼是國(guó)際上近20年來(lái)發(fā)展起來(lái)的一類(lèi)新鋼種，它具有高強(qiáng)度、高韌性、焊接性能優(yōu)良等特點(diǎn)，是現(xiàn)代冶金技術(shù)與物理冶金研究成果相結(jié)合的產(chǎn)物。目前世界各國(guó)對(duì)低碳貝氏體鋼進(jìn)行了大量的研究工作。
　　本課題針對(duì)低碳貝氏體鋼的熱模擬工藝、軋制工藝對(duì)組織性能的影響進(jìn)行了研究。主要通過(guò)熱模擬實(shí)驗(yàn)機(jī)MMS-300測(cè)定了試驗(yàn)鋼的連續(xù)冷卻曲線及不同軋制制度、冷卻工藝以及熱處理工藝對(duì)該試驗(yàn)鋼組織性能的影響規(guī)律。利用光學(xué)顯微鏡、掃描電鏡和透射電鏡分析了

2、試驗(yàn)鋼的顯微組織;通過(guò)拉伸和沖擊實(shí)驗(yàn)測(cè)試了試驗(yàn)鋼的力學(xué)性能;根據(jù)沖擊斷口的宏觀與微觀形貌分析了試驗(yàn)鋼的斷裂機(jī)理和方式，得到如下主要結(jié)論:
　　(1)連續(xù)冷卻相變的試驗(yàn)結(jié)果表明:B元素在靜態(tài)條件下，在一定的冷速范圍內(nèi)，能夠使貝氏體相變開(kāi)始溫度及結(jié)束溫度有一定程度的降低和組織細(xì)化。Mn元素含量的增加也使貝氏體相變開(kāi)始溫度及結(jié)束溫度降低，組織變得細(xì)小。給予試驗(yàn)鋼50％變形，試驗(yàn)鋼貝氏體轉(zhuǎn)變發(fā)生的溫度升高。試驗(yàn)鋼無(wú)論是在靜態(tài)條件下，還是在

3、動(dòng)態(tài)條件下，均能在較寬的冷速條件下得到貝氏體組織。冷速越大，越有利于得到板條貝氏體組織。
　　(2)TMCP工藝模擬試驗(yàn)結(jié)果表明:試驗(yàn)鋼終冷溫度、變形溫度的降低、變形量的增大，均能使組織細(xì)化，提高試驗(yàn)鋼的顯微硬度。試驗(yàn)鋼在完全層冷時(shí)組織為粒狀貝氏體組織;先層冷后超快冷工藝下形成了一定數(shù)量的板條貝氏體組織;在完全超快冷的情況下，板條貝氏體數(shù)量增多，且板條束細(xì)小。在完全層冷的工藝條件下，試驗(yàn)鋼的顯微硬度值最低，先層冷再超快冷的工藝條件

4、下顯微硬度稍有提高，完全超快冷工藝條件下顯微硬度值最高。
　　(3)熱處理工藝模擬試驗(yàn)結(jié)果表明:試驗(yàn)鋼在淬火工藝試驗(yàn)Ⅰ的條件下組織為板條貝氏體，部分板條貝氏體組織發(fā)生回復(fù)，寬度增加，組織中析出了尺寸較小的析出物。在淬火工藝試驗(yàn)Ⅱ下板條貝氏體回復(fù)成鐵素體組織，形成了一定數(shù)量的富碳小島，淬火工藝試驗(yàn)Ⅱ下也有一定數(shù)量的析出物析出。淬火工藝試驗(yàn)Ⅰ組織的顯微硬度稍大于淬火工藝試驗(yàn)Ⅱ組織的顯微硬度。在淬火工藝試驗(yàn)Ⅱ的試驗(yàn)條件下，變形溫度、終冷

5、溫度，回火溫度對(duì)試驗(yàn)鋼顯微硬度的影響與前面TMCP工藝參數(shù)和熱處理工藝參數(shù)對(duì)試驗(yàn)鋼組織和硬度的影響規(guī)律一致。隨著回火加熱速度的提高，板條貝氏體的回火穩(wěn)定性降低，且回火加熱速度越大，富碳小島的尺寸越細(xì)小，分布的越彌散，顯微硬度呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢(shì)。
　　(4)實(shí)驗(yàn)室TMCP工藝試驗(yàn)結(jié)果表明:四種成分試驗(yàn)鋼隨著終冷溫度的降低，組織由以針狀鐵素體為主，逐步變?yōu)橐粤钬愂象w為主，屈服強(qiáng)度、-20℃沖擊功均呈上升趨勢(shì)，抗拉強(qiáng)度變化不大，斷