一步淬火分配钢的工艺设计与微观组织演变 - 东北大学.pdf

第３５卷第５期 东 北 大 学 学 报 （ 自 然 科 学 版 ） Ｖｏｌ．３５，Ｎｏ．５ ２０１４年 ５月 ＪｏｕｒｎａｌｏｆＮｏｒｔｈｅａｓｔｅｒｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ（ＮａｔｕｒａｌＳｃｉｅｎｃｅ） Ｍａｙ ２０１４ 　ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００５－３０２６．２０１４．０５．０１７ 一步淬火分配钢的工艺设计与微观组织演变 谭小东，许云波，杨小龙，吴　迪 （东北大学 轧制技术及连轧自动化国家重点实验室，辽宁 沈阳　１１０８１９） 摘　　　要：设计并研究了低碳硅锰系淬火分配（Ｑ＆Ｐ）钢的热处理工艺．利用ＳＥＭ，ＴＥＭ和ＸＲＤ观察并分 析了实验钢的微观结构和相组成．理论计算结果显示：Ｆｅ－０２１Ｃ二元合金的最佳淬火温度为２９０℃，最大残 余奥氏体含量（摩尔分数）为１７９％．工艺模拟结果表明：实验钢残余奥氏体体积分数为６７％～１７２％，残余 奥氏体平均碳质量分数为１０２％～１４８％．残余奥氏体与相邻马氏体板条间晶体学位向符合 Ｋ－Ｓ关系或 Ｎ－Ｗ关系．实验所涉工艺中均存在新鲜马氏体的生成．随着配分时间的延长，残余奥氏体含量先增加后减 少，残余奥氏体平均碳含量不断增加，最佳配分时间为５０ｓ．配分后期马氏体板条中出现的碳化物导致了残余 奥氏体的减少． 关　键　词：Ｑ＆Ｐ钢；马氏体相变；ＣＣＥ模型；微观组织；残余奥氏体 中图分类号：ＴＧ３３５１２　　　文献标志码：Ａ　　　文章编号：１００５－３０２６（２０１４）０５－０６８１－０５ ＰｒｏｃｅｓｓＤｅｓｉｇｎ ａｎｄ ＭｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅＥｖｏｌｕｔｉｏｎ ｏｆＯｎｅＳｔｅｐ ＱｕｅｎｃｈｅｄａｎｄＰａｒｔｉｔｉｏｎｅｄＳｔｅｅｌ ＴＡＮＸｉａｏｄｏｎｇ，ＸＵＹｕｎｂｏ，ＹＡＮＧＸｉａｏｌｏｎｇ，ＷＵＤｉ （ＳｔａｔｅＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＲｏｌｌｉｎｇａｎｄＡｕｔｏｍａｔｉｏｎ，ＮｏｒｔｈｅａｓｔｅｒｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｓｈｅｎｙａｎｇ１１０８１９，Ｃｈｉｎａ．Ｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇ ａｕｔｈｏｒ：ＸＵＹｕｎｂｏ，Ｅｍａｉｌ：ｙｕｎｂｏ＿ｘｕ＠１２６．ｃｏｍ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＴｈｅｈｅａｔｔｒｅａｔｍｅｎｔｐｒｏｃｅｓｓｅｓｏｆａｌｏｗｃａｒｂｏｎＳｉＭｎｑｕｅｎｃｈｅｄａｎｄｐａｒｔｉｔｉｏｎｅｄ（Ｑ＆Ｐ） ｓｔｅｅｌｗｅｒｅｄｅｓｉｇｎｅｄａｎｄｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅｄ．Ｔｈｅｍｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓａｎｄｐｈａｓｅｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓｗｅｒｅｃｈａｒａｃｔｅｒｉｚｅｄ ａｎｄａｎａｌｙｚｅｄｕｓｉｎｇＳＥＭ，ＴＥＭａｎｄＸＲＤ．Ｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｅｄｔｈａｔｔｈｅｏｐｔｉｍｕｍ ｑｕｅｎｃｈｉｎｇｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｆｏｒａＦｅ０２１Ｃｂｉｎａｒｙａｌｌｏｙｉｓ２９０℃ａｎｄｔｈｅｍａｘｉｍｕｍａｍｏｕｎｔｏｆｒｅｔａｉｎｅｄ ａｕｓｔｅｎｉｔｅｉｓ１７９％ （ｍｏｌｅｂａｓｉｓ），ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ．Ｐｒｏｃｅｓｓｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｒｅｓｕｌｔｓｉｎｄｉｃａｔｅｔｈａｔｔｈｅｖｏｌｕｍｅ ｆｒａｃｔｉｏｎａｎｄｔｈｅｃａｒｂｏｎｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎｏｆｔｈｅｒｅｔａｉｎｅｄａｕｓｔｅｎｉｔｅｉｎｔｈｅｔｅｓｔｅｄｓｔｅｅｌａｒｅ６７％～１７２％ ａｎｄ１０２％～１４８％，ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ．Ｔｈｅｏｒｉｅｎｔａｔｉｏｎｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐｂｅｔｗｅｅｎｔｈｅｒｅｔａｉｎｅｄａｕｓｔｅｎｉｔｅａｎｄ ａｄｊａｃｅｎｔｍａｒｔｅｎｓｉｔｅｌａｔｈｓｉｓｉｄｅｎｔｉｆｉｅｄａｓＫＳｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐｏｒＮＷ ｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐ．Ｆｒｅｓｈｍａｒｔｅｎｓｉｔｅ ｆｏｒｍｓｉｎａｌｌｔｈｅｉｎｖｏｌｖｅｄｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｐｒｏｃｅｓｓｅｓ．Ｔｈｅａｍｏｕｎｔｏｆｔｈｅｒｅｔａｉｎｅｄａｕｓｔｅｎｉｔｅｉｎｃｒｅａｓｅｓ ｆｉｒｓｔａｎｄｄｅｃｒｅａｓｅｓａｆｔｅｒ５０ｓａｎｄｔｈｅｃａｒｂｏｎｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎｏｆｒｅｔａｉｎｅｄａｕｓｔｅｎｉｔｅｒｉｓｅｓｍｏｎｏｔｏｎｏｕｓｌｙ ｗｉｔｈｔｈｅｉｎｃ