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《低碳貝氏體鋼不同冷卻速度下的組織結構研究30》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關內容在行業(yè)資料-天天文庫。
1、低碳貝氏體鋼不同冷卻速度下的組織結構研究關云李平和劉繼雄陳慶豐吳立新（武漢鋼鐵(集團)公司研究院,武漢430080）摘要對低碳貝氏體鋼進行熱模擬實驗，在非再結晶區(qū)變形后以不同的冷卻速度冷卻，研究了不同冷卻速度下低碳貝氏體鋼的組織結構特征和第二相析出規(guī)律。結果表明，冷卻速度對組織亞結構的影響較大。以20～50℃/S的高速冷卻后，該鋼的組織以板條貝氏體為主，小角度晶界較多。隨著冷卻速度的降低，組織中板條貝氏體減少，粒狀貝氏體增加，大角度晶界比例增加，但板條間取向差極小。當冷速降低到5℃/s時，粒狀貝氏體的體積分數顯著增多，
2、并形成有明顯取向差的胞狀亞晶。以3℃/S冷卻后，組織以粒狀貝氏體為主，出現先共析鐵素體晶核，開始發(fā)生鐵素體相變；以低于2℃/S的冷速冷卻后，形成由塊狀鐵素體、多邊形鐵素體和粒狀貝氏體組成的混合組織，大角度晶界比例較高。實驗鋼中的析出相主要有矩形(Ti,Nb)(N,C)及球形Nb(N,C)或NbC兩種，在冷卻過程中，以NbC相析出為主，隨著冷卻速度降低，析出相尺寸略有增大。關鍵詞冷卻速度貝氏體組織結構析出相低碳貝氏體鋼近年來，低碳（超低碳）貝氏體鋼因具有優(yōu)良的綜合性能得到廣泛研究，工藝上發(fā)展了馳豫—析出—控制相變技術（R
3、PC）[1-4]。已有的研究結果表明，馳豫和快冷是得到細小尺寸的板條貝氏體組織的重要因素，冷速在大于10℃/S得到以板條貝氏體為主的組織，較小冷速則得到粒狀貝氏體為主的組織[5]。本文在已有研究的基礎上，利用熱模擬實驗，對武鋼工業(yè)性生產的800MPa級低碳貝氏體鋼不同冷卻速度下的組織結構和第二相析出規(guī)律進行分析研究，為合理、精確地控制組織類型及細化組織尺寸提供實驗依據。1實驗過程試驗用鋼的成分見表1,將試樣加工成Φ8mm×12mm圓柱，在THERMECHMASTOR-Z熱模擬實驗機上進行熱壓縮實驗。實驗工藝見圖1：將試
4、樣加熱到1000℃保溫300秒，以2℃/S降溫到950℃變形25%，再以1.5℃/S降溫到900℃變形30%，變形后以5℃/S馳豫降溫到740℃，分別以50、20、15、10、8、5、3、2、1.5、1、0.5、0.2℃/S等12種不同的冷卻速度冷卻到200℃以下。表1試驗鋼的化學成分(wt%)CMnSiCrNiMoCuTiNbPS0.0421.620.340.0170.340.230.320.0130.0660.0120.007750,20,15,10,8,5,3,2,1.5,1,0.5,0.2℃/s740℃900℃
5、,變形30%1.5℃/s950℃,變形25%2℃/s1000℃*300sT/℃T/s圖1熱模擬實驗工藝示意圖在變形試樣的直徑1/4處沿軸向剖開，分別制備成金相試樣、萃取碳復型和金屬薄膜電鏡試樣，用光學顯微鏡觀察金相組織，用JEM—2000FXⅡ型透射電鏡觀察組織亞結構和第二相析出特征。選取冷卻速度為20℃/S、5℃/S、0.5℃/S的三個試樣，在Quant400掃描電鏡下采用電子背散射（EBSD）技術對晶界及亞晶界特征進行測量分析，觀察視場均為平行壓縮軸方向的金相拋光面的直徑1/4處。2實驗結果2.1組織亞結構觀察金相
6、組織觀察結果表明，以20～50℃/s快速冷卻后得到的組織為板條貝氏體，以15℃/s冷卻后，組織中以板條貝氏體為主,但觀察到少量粒狀貝氏體。隨著冷卻速度降低，板條貝氏體減少，粒狀貝氏體相應增加。當冷卻速度為5℃/s時，組織以粒狀貝氏體為主，且M/A島尺寸增大；以3℃/S冷卻后組織中出現塊狀鐵素體區(qū)域，且在塊狀鐵素體晶界觀察到極少量多邊形鐵素體小晶粒。當冷速低于3℃/S時，得到塊狀鐵素體、粒狀貝氏體及多邊形鐵素體組成的混合組織；隨著冷速的繼續(xù)降低，組織中塊狀鐵素體和多邊形鐵素體數量增多，M/A島尺寸粗大（圖2）。在TEM下
7、對金屬薄膜樣品的組織亞結構進行觀察，結果表明：以20-50℃/s快冷后，貝氏體板條位錯密度高，板條之間存在尺寸細小的M/A島，隨著冷卻速度降低，貝氏體板條寬化，位錯密度降低，粒狀貝氏體數量增多，M/A島尺寸增大。對以15℃/s冷卻后的多個貝氏體板條進行選區(qū)電子衍射分析，其衍射斑點只有微小分裂，表明貝氏體間存在極小的取向差（圖3）。對5℃/S冷卻后形成的位錯胞狀亞晶組織進行選區(qū)電子衍射分析，這些細小亞晶區(qū)的衍射花樣為多晶衍射環(huán)，可見這些胞狀亞晶間取向差明顯（圖4），表明組織亞結構間的取向差隨著冷卻速度的降低而增大。7(c
8、)(d)(b))(a)(e)(f)20μm圖2不同冷卻速度下的金相組織(a)20℃/S；(b)15℃/S；(c)8℃/S；(d)5℃/S；(e)3℃/S；(f)1℃/S(b)(c)圖315℃/S下的組織亞結構衍襯像圖45℃/S下的組織亞結構衍襯像和電子衍射[113]α和電子衍射圖7當冷卻速度降低到3℃/S時，試樣中出現塊狀鐵素體區(qū)
