轧制工艺参数对超细晶钢组织的影响

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20 04年第 4期

本钢技术

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轧制工艺参数对超细晶钢组织的影响金月桂

杜林秀

(术中心) (技 东北大学)摘要通过热模拟试验.单道次大变形研究 S 4 o钢形变温度、 So形变量及轧后冷却速度与显徽组织的关系；进行了粗轧后不同待温冷却速度的模拟实验.研究精轧之前待温时问对轧后组织的影响；进行了不同开轧温度的两道次压缩实验，考察精轧开轧温度及终轧温度对组织的影响。

关键词 S 4 0 S 0钢变形量显微组织品粒细化冷却速度

l前言 国家“7”目新一代钢铁材料的重 93项大基础研究由科技部组织的。东北大学轧

为普碳钢的换代产品。这意味着结构重量

大幅度减轻，产品可应用于汽车行业和一般结构件，取得了用户 .降低了成本，本钢

制技术及连轧自动化国家重点实验室承担的子课题为“新一代钢铁材料的重大基础研究一低碳钢轧制过程中实现晶粒细化的基础研究”本钢与东北大学合作，产品，将 质量稳定的 S 40为研究对象， S0作利用洁

多获效益的双赢效果。

2实验方法 2 1实验材料 .

实验材料采用本钢生产与其它钢种混浇的 S 40中间坯， S0坯料厚度为 3rm, 5 a化

净普碳钢的化学成分.通过控制轧制与轧后冷却工艺制度， S 40的屈服强度提把 S0高一倍，得到内部组织结构均匀细化(平均晶粒尺寸为 3m)性能优异的新一代钢 、材~超级钢。其成本低廉、能优异，性将成表1

学成分如表 1所示。将中间坯在实验室3 0机上轧成 6 0 m×10 m×1 rm 0轧 0r a 0r a 2 a

的板坯，然后加工成 O mm×1rm的圆 8 5 a柱形试样。

实验用S 40钢的化学成分( S0质量分数， )

22实验方案 .

电镜上进行，扫描电镜分析在 S X 50扫 S一5描电镜上进行。拟实验包括以下内容：热模2 2 1形变温度、 . .变形量和轧后冷却速度对显微组织的影响

热模拟实验在重点实验室 Gebe l l e10 50热模拟实验机上进行，织观察在组 I IA D R多功能金相显微镜上进， C MIM E行，透射电镜分析在 J M一00 XⅡ射 E 20F透

采用方案为： 2 ( s以 O:的加热速度将/

联系人：金月桂 90年毕业干鞍

山钢院冶金系金属压力加工专业 .0 3毕业干东北大学材科工程专业 . 19 20年弧硕士学 位.现任本钢技术中心新产品轧钢高级工程师

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试样加热至 15保温 5 i; 00 C, a r n然后以 2/ 0 s的冷却速度分别冷却至 80 70 C 5、5、 60变形量为 0 6、.O变形速度为 8 C, .0 08,5', s。在光学显微镜下进行组织分析，考察形变温度和变形量对显微组织的影响；将 80 5 C变形量为 0 6 .0的试样分别以 5 1、、O

为了研究精轧之前待温时间对轧后组织的影响，进行了粗轧后不同待温冷却速度的模拟实验， 1图为实验工艺示意图，将试样以 2 s的速度加热到 15保 O C/ 10 C,

温 3 n后进行 5的变形， mi 0变形后分别以 15/、O/、O s的速度冷却到 . r s1 s2 C C C/ 90 3 C开始进行降温三道次变形，另两道次的变形温度分别为 80 8 8 0三道次 C和 5 C,变形量分别为 04、. 0 03, .003和 .0变形后以 1. C/的速度冷却到室温，光学显 25 s在

1、O s水淬的冷却速度冷却至室温， 52 C/在光学显微镜下进行组织分析，考察冷却速度对显微组织的影响。 22 2粗轧和精轧之间的待温冷却速度 ..对轧后组织的影响

微镜下进行组织分析。

例

垦

5℃ 0

时『 S f ) l J(

I删 ( ) I . f S

图1待温冷却速度对组织影响的热模拟实验工艺图2精轧开轧温度对组织影响的热模拟实 验工艺2 2 3精轧温度制度对组织的影响 ..

2311单道次大变形得到的显微组织 ...图 3 a ( )c ( ) 8 0 70 ( ) b ( ) d在 5 5 C、 C和

为考察精轧开轧温度及终轧温度对组

织的影响，进行了不同开轧温度的两道次压缩实验， 2图为变形工艺示意图，将试样以 2 s的速度加热到 10保温 0 C/ 00 C, 3 n后以 5/ mi s的速度分别降到 90 C 5 C、 90 0 80 C和 5 C进行两道次变形，第二道次的变形温度分别为 8 0 8O 5 C、O C和 70 5 C,两道次的变形量均为 0 4,形速率为 .0变

60 8℃进行一道次大压下后水淬的

显微组

织， a中的组织主要有铁素体+马氏体在()+贝氏体(少量，由于水冷程度不够而产生的)铁素体组织比较细小，,这是由于在此温度经大变形后发生了形变诱导动态相变和铁素体再结晶，因而晶粒比较细小的缘故，由于在 80但 5 C尚处于奥氏体区，虽然有大量形变诱导动态相变和再结晶铁素体析出。但铁素体总的百分含量较 70 5 C时的少 () b中的组织主要有铁素体+马氏 体+贝氏体，由于变形温度较低，细小铁素体晶粒百分含量减少，并且少量先共析铁

1_, s。道次问冷却速度为 5/, s变形后空 C冷至室温，在光学显微镜下进行组织分析。23实验结果 .

231变形温度、 ..变形量和冷却速度对显微组织的影响分析

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素体被拉长，由于变形温度较低故总的但

素体没有发生动态再结晶，先共析铁素体晶粒被拉长。 ( )在 70变形量为 d是 5 C, 06时的水淬的显微组织。 .0

铁素体百分含量较多。c中的组织主要是 ()铁素体形变组织。这说明在低温轧制时 .铁

图 3单道次变形显微组织( ) 5 O( ) 5 0 8 ( ) 8 ' O ( ) 5 0 6 a 8 0C 0 8 b 7 0C . O c 6 0C 0 8 d 7 0 C, . O

23 12不同变形量和变形温度对显微 . ..组织的影响

将随应变量的增加而提高。同时，因为在较低温度下变形将会提供更多的相变形核位

图3是在不同温度及变形量条件下获得的显微组织，通过观察显微组织可以发现，随温度的降低及变形量的增大，显微组织越细小，但温度不能过低，这是因为温度过低先共析铁素体析出后在以后的变形过程中被拉长，形成如图 3d的形变组织， () 而在 70、.0 5 C 08的变形条件下，得到的铁素体晶粒最为细小。温度越低，变形量越大，铁素体晶粒越细小。这说明，形变使奥 氏体晶粒拉长，细小的奥氏体晶粒和拉长的奥氏体晶界将为相变提供有力的形核位

置，较高的形核率且长大速度较慢，所以组 织比较细小。 2313冷却速度对显微组织的影响 ...图 4为不同冷却速度下的显微组织， 对于同样的变形条件，随冷却速度的提高晶粒明显变细。当冷却速度为 5 s晶 时， C/粒较细小，显

微组织主要由铁素体和珠光 体组成，随着冷却速度的进一步降低， 铁素体晶粒变得更细，在晶界处，甚至在晶粒内 部也有少量铁素体析出，而且特别细小， 这说明，随过冷度的增加，形核驱动力增加，

置及能量，奥氏体向铁素体转变的形核率

增加了铁素体形核位置和形核率.使晶粒

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细化。

图 4冷却速度对显微组织的影响.5 0 6 80 C,. 0C )5C/ a s ( ) 0C/ ( )1"/ ( b 1 s c 52 s d)2 C/ 1 0 s

232粗轧和精轧之间待温冷却速度对轧后组织的影响 ..

图 5以不同待温冷却速度待温轧制后的金相组织 C ) . s ( ) 0(/ c 2 a 1 5(/ b l s( ) 0C/ s

图 5为以不同待温冷却速度待温轧制 后的金相组织，可以看出粗轧之后的待温冷却速度，或者说待温时间，对于 …… 此处隐藏：3836字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……