熱變形參數(shù)對(duì)超低碳貝氏體鋼顯微組織的影響

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1、第30卷第5期山東冶金Vol.30，No.52008年10月ShandongMetallurgyOctober2008?????????????????試驗(yàn)研究???????????熱變形參數(shù)對(duì)超低碳貝氏體鋼顯微組織的影響12113王中學(xué)，王慧玉，張思勛，韓文習(xí)，劉春明（1萊蕪鋼鐵集團(tuán)有限公司技術(shù)研發(fā)中心，山東萊蕪271104；2萊蕪鋼鐵股份有限公司棒材廠，山東萊蕪271106；3東北大學(xué)材料各向異性與織構(gòu)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，遼寧沈陽(yáng)110004）摘要：采用弛豫－析出－控制相變（RPC）工藝，對(duì)超低碳貝氏體（ULCB）實(shí)驗(yàn)鋼進(jìn)行了不同變形溫度、不同弛豫時(shí)間、不同變形速率的

2、熱模擬試驗(yàn)。利用金相顯微鏡、SEM、TEM對(duì)鋼的顯微組織進(jìn)行觀察，分析熱變形參數(shù)對(duì)鋼顯微組織的影響，研究發(fā)現(xiàn)：在800～850℃之間變形且弛豫50s后的ULCB鋼能夠獲得約0.5μm寬板條貝氏體組織，其上有大量的高密度位錯(cuò)纏結(jié)與Nb（CN）粒子析出。變形速率對(duì)ULCB鋼的微觀組織影響不大。關(guān)鍵詞：ULCB鋼；熱模擬；變形溫度；弛豫時(shí)間；變形速率；顯微組織中圖分類號(hào)：TG113.12文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1004-4620（2008）05-0046-03時(shí)間為90min，在氬氣保護(hù)氣氛下進(jìn)行澆鑄，壓力保1前言持在-0.04MPa，溫度為（1600±20）℃。所制備的超低

3、碳貝氏體鋼（ULCB）屬于高強(qiáng)度、高韌性ULCB鋼的成分見(jiàn)表1。鋼[1]，因其低成本與高強(qiáng)韌性能的有機(jī)結(jié)合，在船表1實(shí)驗(yàn)鋼的成分%舶、海洋石油平臺(tái)、大型橋梁以及機(jī)械設(shè)備等領(lǐng)域CSiMnPSMoCuNbBCeq0.050.401.280.0080.0080.250.270.030.0030.37被廣泛應(yīng)用，成為未來(lái)替代傳統(tǒng)珠光體鋼的最佳選擇。隨著微合金化和細(xì)晶強(qiáng)化技術(shù)的日益成熟，從表中可以看出，冶煉氣氛控制得較好，組織ULCB鋼得到迅速發(fā)展。近年來(lái)針對(duì)ULCB鋼高溫比較均勻，合金元素的回收率均在97.5%以上，[O]、-6變形[2]、回火后的組織性能[3]、連續(xù)冷卻過(guò)程中

4、的組[N]≤20×10。最后，將鋼錠的一部分鍛造成棒材織影響[4]等方面進(jìn)行了大量研究，但主要是實(shí)驗(yàn)室后加工成φ8mm×15mm的熱模擬試樣。研究，而對(duì)實(shí)際大工業(yè)生產(chǎn)中相關(guān)工藝參數(shù)的研究3熱模擬實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與方法較少。本研究采用目前較成熟的RPC生產(chǎn)工藝，利用熱模擬的方法，通過(guò)變換熱變形參數(shù)，探討變形對(duì)于ULCB鋼，采用RPC（Relaxation-Precipita-溫度、弛豫時(shí)間和變形速度對(duì)鋼顯微組織的影響，tionControllingphasetransformation）工藝，即弛豫-從而得出對(duì)實(shí)際生產(chǎn)有借鑒意義的軋制參數(shù)。析出-控制相變技術(shù)，將加工好的實(shí)驗(yàn)鋼試樣

5、在Gleeble-2000熱模擬試驗(yàn)機(jī)上進(jìn)行熱軋模擬實(shí)驗(yàn)。2實(shí)驗(yàn)鋼的成分與制備內(nèi)容包括進(jìn)行不同變形溫度、不同弛豫時(shí)間、不同參照日本590MPa級(jí)超低碳貝氏體鋼成分設(shè)計(jì)變形速率的熱模擬實(shí)驗(yàn)，其中，變形溫度的選取主方法[5-6]，首先在超低碳鋼中添加微量的Mo、Cu、B等要是根據(jù)對(duì)ULCB鋼測(cè)定其Ar3相變點(diǎn)±50℃區(qū)間，合金元素，然后在東北大學(xué)材料所30kg真空中頻感弛豫時(shí)間則是依據(jù)沉淀析出相的析出時(shí)間，具體實(shí)應(yīng)爐中進(jìn)行冶煉，爐內(nèi)保持30～50Pa氣壓。冶煉驗(yàn)工藝方案見(jiàn)圖1。1200℃1200℃b）1200℃變形60%c）變形60%a）在850℃保溫50s變形60%保溫5

6、0s變形溫度保溫弛豫時(shí)間/℃850℃變形速率/℃/℃-1900、850、20、50、100s5、10、15s溫度溫度800℃溫度快冷至快冷至快冷至500℃500℃500℃后空冷后空冷后空冷時(shí)間/s時(shí)間/s時(shí)間/s圖1ULCB鋼熱模擬實(shí)驗(yàn)工藝方案實(shí)驗(yàn)結(jié)束后對(duì)鋼的微觀組織利用金相顯微鏡、收稿日期：2008-06-11作者簡(jiǎn)介：王中學(xué)，男，1970年生，1992年畢業(yè)于安徽工業(yè)大學(xué)機(jī)械掃描電鏡（SEM）、透射電鏡（TEM）進(jìn)行觀察分析。專業(yè)?，F(xiàn)為萊鋼技術(shù)研發(fā)中心型鋼所所長(zhǎng),高級(jí)工程師，從事鋼鐵材料和H型鋼新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)工作。46王中學(xué)等熱變形參數(shù)對(duì)超低碳貝氏體鋼顯微組織的影響20

7、08年第5期晶或靜態(tài)再結(jié)晶，此時(shí)部分晶粒由于再結(jié)晶，且晶4實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析粒內(nèi)的位錯(cuò)密度較低，造成在隨后的冷卻過(guò)程中部4.1不同變形溫度對(duì)顯微組織的影響分晶核迅速長(zhǎng)大形成不規(guī)則的板條狀貝氏體組圖2是將ULCB鋼試樣在1200℃保溫3min，冷織。而在850與800℃下的軋制過(guò)程處于未再結(jié)晶至不同溫度進(jìn)行60%壓縮變形并保溫弛豫50s，然區(qū)，變形奧氏體中產(chǎn)生高密度位錯(cuò)，在軋后弛豫過(guò)后快速冷卻至500℃后得到的顯微組織，變形溫度程中細(xì)小的Nb（CN）粒子在位錯(cuò)上析出，對(duì)位錯(cuò)形分別為900、850、800℃。在900℃變形時(shí)，在變形成有效的釘扎。在