冷却速率对中锰马氏体耐磨钢微观结构及硬度的影响
发布时间：2021-11-20 16:13
矿山机械用构件因服役环境恶劣,常常出现磨损失效。低合金耐磨钢制造的构件采用淬火加低温回火得到单一马氏体组织,其硬度较高,但韧性差。目前,采用含有一定Si含量的中锰耐磨钢构件,通过工艺参数的有效控制可以得到马氏体加残余奥氏体（M+RA）复相组织,从而保证矿山机械构件在具有一定硬度的同时还具有一定的塑韧性。利用Gleebel3800热模拟机、金相显微镜（OM）、透射电子显微镜（TEM）、电子背散射衍射（EBSD）技术、X射线衍射（XRD）仪及维氏硬度计等手段,研究了不同冷却速率对中锰马氏体耐磨钢的组织演变、残余奥氏体含量、形貌和维氏硬度的影响。结果表明,冷却速率由30℃/s降低至0. 05℃/s时,试验钢均获得马氏体+残余奥氏体组织。当试验钢以非常缓慢的速率（0. 05℃/s）冷却时,过饱和马氏体中的碳充分配分至残余奥氏体中,增加残余奥氏体的稳定性,因而室温下残余奥氏体体积分数较高（～12%）,残余奥氏体呈现膜状和明显的块状形貌。而当冷却速率较快（10℃/s）时,残余奥氏体体积分数低于6%,残余奥氏体呈薄膜状和细小块状。另外,不同冷却速率微观结构演变及残余奥氏体体积分数不同,导致试验钢硬度...
【文章来源】：材料导报. 2020,34(10)北大核心EICSCD
【文章页数】：6 页
【部分图文】：
不同冷却速率下试验钢的金相组织
试验钢的化学成分(质量分数,%)为0.2C-3.67Mn-1.48Si-0.25Mo,在真空感应炉中冶炼,铸坯热轧初轧温度为1 150 ℃,终轧温度为850～900 ℃。试验钢轧制完成后,加工成如图1所示的热膨胀测试标准试样。利用Formastor-FII型膨胀仪使试样以0.1 ℃/s升温至950 ℃并保温10 min,再以100 ℃/s的速率冷却至室温,采集数据并绘制试验钢的热膨胀曲线,从而测试其奥氏体相变起始温度、奥氏体相变终了温度。缓慢的加热速率(0.1 ℃/s)主要是为了降低相变温度的滞后性[18]。将另外九个如图1所示的标准试样由室温以1 ℃/s的速率[19]加热至850 ℃,保温5 min[18],进行完全奥氏体化,再分别以0.05 ℃/s、0.1 ℃/s、0.2 ℃/s、0.5 ℃/s、1 ℃/s、3 ℃/s、5 ℃/s、10 ℃/s、30 ℃/s的速率冷却至室温,采集数据绘制试验钢的连续冷却转变曲线(CCT曲线)。
图2a是测定试验钢Ac1、Ac3温度的热膨胀曲线。当钢发生固态相变时,由于新、旧两相结构不同,材料体积将发生不连续变化,热膨胀曲线在相变温度处出现拐点,采用切线法可确定各相变点[23]。由此测得试验钢相变温度为t(Ac1)=656 ℃,t(Ac3)=793 ℃,且该冷速(100 ℃/s)下得到的马氏体相变起始温度t(Ms)=309 ℃。图2b为试验钢以0.05 ℃/s、0.1 ℃/s、1 ℃/s、5 ℃/s、30 ℃/s速率冷却时获得的过冷奥氏体膨胀曲线。可见,以0.05—30 ℃/s不同速率冷却时,曲线均只出现两个拐点,且均出现在400 ℃以下的低温区,对应相变类型为马氏体相变。即使以0.05 ℃/s缓慢冷却,也未出现高温区的铁素体、珠光体相变以及中温区的贝氏体相变。
【参考文献】：
期刊论文
[1]奥氏体化温度对中碳淬火-配分钢干滑动摩擦磨损性能的影响[J]. 杨继兰,蒋元凯,顾剑锋,郭正洪,陈海龑. 金属学报. 2018(01)
[2]0.12C-3.0Mn低碳中锰钢中残余奥氏体稳定性与低温韧性的关系[J]. 黄龙,邓想涛,刘佳,王昭东. 金属学报. 2017(03)
[3]微观组织演变对超高强耐磨钢板力学性能的影响[J]. 巨彪,武会宾,唐荻,潘学福. 金属学报. 2014(09)
[4]挖掘机斗齿的磨损机制与选材研究[J]. 郭红,刘英,李卫. 材料导报. 2014(07)
[5]28CrMnMoV钢过冷奥氏体连续冷却转变[J]. 李红英,李阳华,王晓峰,赵延阔,谢凯意,苏阳. 中南大学学报(自然科学版). 2013(07)
[6]残余奥氏体增强低碳Q-P-T钢塑性的新效应[J]. 王颖,张柯,郭正洪,陈乃录,戎咏华. 金属学报. 2012(06)
硕士论文
[1]高强韧低合金马氏体耐磨钢的研制[D]. 刘晓东.山东大学 2016
本文编号：3507689
【文章来源】：材料导报. 2020,34(10)北大核心EICSCD
【文章页数】：6 页
【部分图文】：
不同冷却速率下试验钢的金相组织
试验钢的化学成分(质量分数,%)为0.2C-3.67Mn-1.48Si-0.25Mo,在真空感应炉中冶炼,铸坯热轧初轧温度为1 150 ℃,终轧温度为850～900 ℃。试验钢轧制完成后,加工成如图1所示的热膨胀测试标准试样。利用Formastor-FII型膨胀仪使试样以0.1 ℃/s升温至950 ℃并保温10 min,再以100 ℃/s的速率冷却至室温,采集数据并绘制试验钢的热膨胀曲线,从而测试其奥氏体相变起始温度、奥氏体相变终了温度。缓慢的加热速率(0.1 ℃/s)主要是为了降低相变温度的滞后性[18]。将另外九个如图1所示的标准试样由室温以1 ℃/s的速率[19]加热至850 ℃,保温5 min[18],进行完全奥氏体化,再分别以0.05 ℃/s、0.1 ℃/s、0.2 ℃/s、0.5 ℃/s、1 ℃/s、3 ℃/s、5 ℃/s、10 ℃/s、30 ℃/s的速率冷却至室温,采集数据绘制试验钢的连续冷却转变曲线(CCT曲线)。
图2a是测定试验钢Ac1、Ac3温度的热膨胀曲线。当钢发生固态相变时,由于新、旧两相结构不同,材料体积将发生不连续变化,热膨胀曲线在相变温度处出现拐点,采用切线法可确定各相变点[23]。由此测得试验钢相变温度为t(Ac1)=656 ℃,t(Ac3)=793 ℃,且该冷速(100 ℃/s)下得到的马氏体相变起始温度t(Ms)=309 ℃。图2b为试验钢以0.05 ℃/s、0.1 ℃/s、1 ℃/s、5 ℃/s、30 ℃/s速率冷却时获得的过冷奥氏体膨胀曲线。可见,以0.05—30 ℃/s不同速率冷却时,曲线均只出现两个拐点,且均出现在400 ℃以下的低温区,对应相变类型为马氏体相变。即使以0.05 ℃/s缓慢冷却,也未出现高温区的铁素体、珠光体相变以及中温区的贝氏体相变。
【参考文献】：
期刊论文
[1]奥氏体化温度对中碳淬火-配分钢干滑动摩擦磨损性能的影响[J]. 杨继兰,蒋元凯,顾剑锋,郭正洪,陈海龑. 金属学报. 2018(01)
[2]0.12C-3.0Mn低碳中锰钢中残余奥氏体稳定性与低温韧性的关系[J]. 黄龙,邓想涛,刘佳,王昭东. 金属学报. 2017(03)
[3]微观组织演变对超高强耐磨钢板力学性能的影响[J]. 巨彪,武会宾,唐荻,潘学福. 金属学报. 2014(09)
[4]挖掘机斗齿的磨损机制与选材研究[J]. 郭红,刘英,李卫. 材料导报. 2014(07)
[5]28CrMnMoV钢过冷奥氏体连续冷却转变[J]. 李红英,李阳华,王晓峰,赵延阔,谢凯意,苏阳. 中南大学学报(自然科学版). 2013(07)
[6]残余奥氏体增强低碳Q-P-T钢塑性的新效应[J]. 王颖,张柯,郭正洪,陈乃录,戎咏华. 金属学报. 2012(06)
硕士论文
[1]高强韧低合金马氏体耐磨钢的研制[D]. 刘晓东.山东大学 2016
本文编号：3507689
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/jinshugongy/3507689.html
