浙江至德鋼業有限公司技術人員通過長期試驗發現雙相鋼中合金元素鉻和硅對相變過程的影響主要有以下幾點


 1. 實驗材料


實驗用雙相鋼選用實驗室真空冶煉爐冶煉,化學成分如表2-5所示。


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 2. 實驗方法


實驗工藝過程如圖2-7所示。將雙相鋼試樣以10℃/s的速度加熱到1200℃,保溫180s后以10℃/s的速度冷卻到950℃后,保溫30s以消除試樣內部的溫度梯度,然后分別以0.5℃/s、1℃/s、2℃/s、5℃/s、10℃/s、20℃/s、40℃/s的冷卻速度冷卻到室溫,記錄冷卻過程中試樣的溫度-膨脹量曲線,進而進行CCT曲線的測定,并通過LEICAQ550IW光學顯微鏡觀察所得試樣的光學顯微組織,通過分析膨脹曲線和顯微組織確定實驗鋼的相變溫度,并繪制CCT曲線。


圖 7.jpg



 3. 實驗結果分析


 將所得雙相鋼試樣沿軸向切開,經過研磨拋光,用4%的硝酸酒精溶液腐蝕后,在LEICA DM 2500M圖像分析儀上進行顯微組織觀測,并測定各組織含量。腐蝕后的光學顯微組織如圖2-16所示。



  從圖2-16可以看出,當冷卻速度為0.5℃/s時,3個不同成分的雙相鋼的金相組織均為F+P+B;當5℃/s時,1號和2號實驗鋼組織均為F+P,而3號實驗鋼的組織為F+P+B;當冷卻速度為40℃/s時,1號雙相鋼的金相組織全部是貝氏體組織,而2號、3號雙相鋼的金相組織中則出現了少量的馬氏體,金相組織為B+M。


圖 17.jpg


  從圖2-17的靜態CCT曲線圖可以看出,1號實雙相鋼的A1、A3溫度分別為665℃、803℃,M.溫度為462℃.雙相鋼的靜態CCT圖相變區域主要由AF轉變區域、A→B轉變區域組成。其中A→F轉變溫度區間大體為630~602℃,A→B轉變溫度區間大體為560~501℃。

 

  從圖2-18的靜態CCT曲線圖可以看出,2號雙相鋼的Ad、As溫度分別為695℃、820℃,M.溫度為456℃.實驗鋼的靜態CCT圖相變區域主要由A→F轉變區域、A→B轉變區域組成。其中A→F轉變溫度區間大體為659~608℃,A→B轉變溫度區間大體為510~504℃。


圖 18.jpg


 從圖2-19的靜態CCT曲線圖可以看出,3號雙相鋼的Aa、As溫度分別為690℃、817℃,M,溫度為452℃.實驗鋼的靜態CCT圖相變區域主要由A中轉變區域、A→B轉變區域組成。其中A→F轉變溫度區間大體為665~580℃,A→B轉變溫度區間大體為531~501℃。


 4. 分析與討論


  從上述的實驗結果來看,雙相鋼中的硅和鉻添加對整個相變過程具有較大影響。當硅含量由0.2%增加到0.4%時,A1、A3溫度分別提高30℃、17℃.同時鐵素體的相變溫度明顯提高,尤其在冷卻速度較低的時候,鐵素體相變溫度提高將近30℃。硅作為非碳化物形成元素,可以擴大Fe-C相圖中的α+γ區,使兩相區的溫度范圍加寬,提高了奧氏體向鐵素體轉變溫度,促進鐵素體析出,尤其是在低冷卻速度的情況下更為明顯。


  當雙相鋼中合金元素鉻含量由0.2%增加到0.4%時,A.1、A3溫度分別提高25℃、14℃。合金元素鉻是一種典型的縮小奧氏體區的元素,含量的增加能明顯地提高Ac1、A3溫度。同時,合金元素可以顯著促進馬氏體相變,雖然合金元素碳,添加根據Ms點測量公式,有略微的降低但變化不大,而在40℃/s時,含量增加的CCT曲線圖中可以看出此時出現了馬氏體組織。這是由于鉻是一種中強碳化物形成元素,能顯著提高雙相鋼的淬透性,強烈推遲珠光體和貝氏體轉變區域,擴大卷取窗口。