42CrMo钢加热时奥氏体晶粒长大演化规律
【图文】：
鲋贫ㄈ缦戮咛迨?验参数:加热温度为850、950、1000、1050、1100和1150℃，保温时间为0、300、600、900和1200s。将试样磨抛后采用饱和苦味酸、十二烷基苯磺酸钠溶液腐蚀，按照ASTM晶粒度测量标准，通过金相定量法对各试样显微组织进行晶粒度测量。表1实验钢的化学成分(质量分数，%)Table1Chemicalcompositionofthetestedsteel(massfraction，%)CSiMnCrMoNiCuPSFe0.400.220.671.100.220.020.020.010.04Bal．2实验结果与分析42CrMo钢在850、950、1000、1050、1100和1150℃保温600s后，各试样中心区域的显微组织如图1所示。晶粒大小均匀，呈现等轴状，随着加热温度的升高，奥氏体晶粒发生了明显的长大。其他不同加热温度和保温时间下奥氏体晶粒尺寸如表2所示。图1不同加热温度下保温600s时42CrMo钢的显微组织Fig．1Microstructureof42CrMosteelheatedatdifferenttemperaturesfor600s(a)850℃;(b)950℃;(c)1000℃;(d)1050℃;(e)1100℃;(f)1150℃表2不同加热温度和保温时间下奥氏体晶粒的平均尺寸(μm)Table2Averagegrainsizeof42CrMosteelunderdifferentheatingtemperaturesandholdingtime(μm)Temperature/℃Holdingtime/s0300600900120085014.614.114.814.215.495016.016.917.718.318.6100019.220.921.823.624.3105034.036.137.538.140.2110046.348.650.754.255.7115054.861.265.568.872.72.1加热温度对奥氏体晶粒长大的影响根据表2数据绘制42CrMo钢在不同保温时间下奥氏体晶粒平均尺寸随加热温度的变化曲线。从图2中可以看出，相同保温时间下，加热温度越高，奥氏体平均晶粒尺寸就越大，晶粒长大速度也越快，奥氏体平均晶粒尺寸与加热温度大致呈现指数关系。在1000℃以前，奥氏体平均晶粒尺寸随温度
材料热处理学报第36卷钉扎作用，阻碍了晶界的迁移，而奥氏体晶粒长大的本质是晶界的迁移，因此有效的阻止了晶粒的长大;1000℃以后，合金元素的碳化物溶于奥氏体中，因此晶界迁移速度快速增大，晶粒尺寸也随之迅速长大。图2加热温度对奥氏体平均晶粒尺寸的影响Fig．2Effectofheatingtemperatureonaveragegrainsizeofthesteeltreatedfordifferentholdingtime2.2保温时间对奥氏体晶粒长大的影响图3为不同温度下，奥氏体平均晶粒尺寸与保温时间关系曲线。从图中可以看出，奥氏体平均晶粒尺寸随保温时间的延长而不断增大，并且随着保温时间的延长晶粒长大速度不断降缓，奥氏体平均晶粒尺寸与保温时间近似呈抛物线分布。这是由于随着保温时间延长，Fe3C和合金元素的碳化物不断均匀化分布，奥氏体成分逐渐均匀化，并且随着奥氏体晶粒的长大，晶界自发的向外迁移并趋于平直，晶粒的形状与大小都越来越稳定，晶粒长大的驱动能逐渐减小，因此晶粒长大速度不断放缓。从图中还可以看出，不同的加热温度下，保温时间对奥氏体平均晶粒影响不同，温度越高，保温时间对晶粒尺寸影响越大，这是由于温度越高，外界提供的能量越容易达到奥氏体晶粒长大激活能，相同时间内，，晶粒长大越容易发生，因此加热温度越高，随保温时间的延长，晶粒长大的趋势越显著。3奥氏体晶粒长大规律演化模型从上述讨论可以看出，在加热过程中加热温度、保温时间共同影响奥氏体晶粒的长大，同时，从图2、3中也可以看出，初始奥氏体晶粒尺寸对加热、保温过程中晶粒尺寸的变化也有较大的影响。根据Devadas等［11］的研究，42CrMo奥氏体晶粒尺寸随加加热温度、保温时间及不同初始晶粒尺寸的变化可用图3保温时间对奥氏体平均晶粒尺寸的影响Fig．3Effectofhol
【作者单位】： 合肥工业大学材料科学与工程学院;
【基金】：教育部科学技术研究重大项目(311025)
【分类号】：TG142.1
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