强磁场对微合金钢晶粒细化作用.pdfVIP

第18卷 材料科学与工程 增刊 Vo1．18 Materials ScienceEngineeringSep．2000 强磁场对微合金钢晶粒细化的作用 l 2 冯光宏 ， 谢建新1，杨钢2 (1北京科技大学材料科学与工程学院，北京100083：2钢铁研究总院，北京100081) 【摘 要】 近来，关于外加磁场处理对铡材组织性能的影响在国内外受到普遍关注，但有关工 作的研究对象大多是合金钢和高碳工具钢，关于外加磁场对低碳微合金钢组织性能影响的研究报道很 少。本文主要研究了在微合金钢的热处理冷却过程中外加稳恒磁场的作用。实验结果表明，钢材热处 理冷却过程中的磁场处理可以使微合金钢晶粒细化。外加稳恒磁场可诱导奥氏体向铁素体相变，即降 低转变势垒，提高转变形核数量，细化相变后的晶粒。在本文的实验条件下，随着磁感应强度的升高， 晶粒尺寸减小。当磁感应强度在O．1特斯拉以下时，对晶粒细化的影响不大。磁场产生的晶粒细化作 用可使试样相变后铁素体显微组织均匀，这种均匀的金相组织分布明显不同于加速冷却产生的不均匀 金相组织。 【关键词】微合金钢磁场处理相变形核率晶粒细化 最近，许多学者开始关注磁场处理对钢材组 织性能的影响，但是，在磁场对低碳微合金钢影 马氏体相交温度以上15K时，脉冲磁场强度达 响方面，参考文献很少，其研究对象大多是合金 钢和高碳工具钢。Bemstein给出结论：在l×104 奥斯特的稳恒或交变磁场中处理，能够提高钢材 对马氏体相交的影响。说明临界磁感应强度对提 的力学性能IlI。Kakeshita等人研究了Fe-Ni、Fe．高马氏体相变温度的正比线性关系m。 Ni．C、F争Pt、Fe-Ni．C．Ti和Fe．Mn．C合金中成 本文针对含铌钛微合金钢加热后冷却过程 分、晶界、晶体取向、热弹性、奥氏体磁化对磁 中，外加强磁场影响相变和晶粒细化的规律进行 场诱发马氏体相变的影响121。对于Fe．Mn-C合了探讨。 金，磁场对连续的Y．e’．Q’马氏体相变是有影 响的，采用脉冲超高磁感应强度达到31MMM， 1实验材料和方法 结果显示磁场诱发e’．a’相交温度比Msa’温度高 很多川。磁场对Fe-Ni．Mn合金的等温和不等温 马氏体相变有影响，通过某一温度下的奥氏体和 1．1实验材料 马氏体自由能的差可以计算出临界磁场与相变起 实验选用含铌钛微合金钢，其化学成分的质 始温度的关系f41，对于这种相变现象可建立精确 量分数见表1。 ·403· 表1 实验用钢的化学成分／％ 1．2实验方法 所用实验钢在50kg真空感应炉中冶炼，铸 锭锻造成35×60mm的方坯，采用两轧程控制 轧制制度，第二轧程在未结晶区变形量50％， 终轧温度为810C，轧后以10C／S的冷却速度 进行冷却，到600℃后空冷，终轧厚度为8ram。 1．2．1方案1 所用加热炉为20kw箱式炉。取厚度为8mm 的试样(宽30mm，长70mm)放入1150℃的箱 式炉中，加热并保温60分钟。之后，同时从箱 式炉中取出2个试样，一个放入1．2特斯拉的稳 恒磁场中空冷，一个不加磁场空冷，冷却50秒 后同时水淬。 1．2．2方案2 所用加热炉为20kw箱式炉。取厚度为8mm 的试样(宽30ram，长70ram)放入1000。C的箱 式炉中，加热并保温15分钟。之后，把试样放 入匀强稳恒磁场中，在空气中自然冷却到室温。 针对不Ⅲ々试样，改变稳恒磁场的强麒 (a)不罴场?火篙萧≥淼主淼磁场 1．3检验