【摘要】：對42CrMo鋼在不同加熱溫度(850~1150℃)和保溫時間(0~1200 s)下的奧氏體晶粒長大規(guī)律進行了研究。采用金相定量法對加熱后材料的奧氏體晶粒度進行測量,建立42CrMo鋼加熱時奧氏體晶粒長大演化模型。結果表明:奧氏體晶粒尺寸隨加熱溫度升高呈指數關系長大,隨保溫時間的延長呈近似拋物線形式長大;利用基于唯象理論的Sellars模型,通過非線性回歸方法建立42CrMo鋼加熱時奧氏體晶粒長大演化模型;將該模型導入有限元軟件中預報42Cr Mo鋼加熱時奧氏體晶粒變化,預報結果與實驗結果吻合,驗證了該模型的正確性。
【圖文】：

鮒貧ㄈ縵戮嚀迨?驗參數:加熱溫度為850、950、1000、1050、1100和1150℃，保溫時間為0、300、600、900和1200s。將試樣磨拋后采用飽和苦味酸、十二烷基苯磺酸鈉溶液腐蝕，按照ASTM晶粒度測量標準，通過金相定量法對各試樣顯微組織進行晶粒度測量。表1實驗鋼的化學成分(質量分數，%)Table1Chemicalcompositionofthetestedsteel(massfraction，%)CSiMnCrMoNiCuPSFe0.400.220.671.100.220.020.020.010.04Bal．2實驗結果與分析42CrMo鋼在850、950、1000、1050、1100和1150℃保溫600s后，各試樣中心區(qū)域的顯微組織如圖1所示。晶粒大小均勻，呈現(xiàn)等軸狀，隨著加熱溫度的升高，奧氏體晶粒發(fā)生了明顯的長大。其他不同加熱溫度和保溫時間下奧氏體晶粒尺寸如表2所示。圖1不同加熱溫度下保溫600s時42CrMo鋼的顯微組織Fig．1Microstructureof42CrMosteelheatedatdifferenttemperaturesfor600s(a)850℃;(b)950℃;(c)1000℃;(d)1050℃;(e)1100℃;(f)1150℃表2不同加熱溫度和保溫時間下奧氏體晶粒的平均尺寸(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加熱溫度對奧氏體晶粒長大的影響根據表2數據繪制42CrMo鋼在不同保溫時間下奧氏體晶粒平均尺寸隨加熱溫度的變化曲線。從圖2中可以看出，相同保溫時間下，加熱溫度越高，奧氏體平均晶粒尺寸就越大，晶粒長大速度也越快，奧氏體平均晶粒尺寸與加熱溫度大致呈現(xiàn)指數關系。在1000℃以前，奧氏體平均晶粒尺寸隨溫度

材料熱處理學報第36卷釘扎作用，阻礙了晶界的遷移，而奧氏體晶粒長大的本質是晶界的遷移，因此有效的阻止了晶粒的長大;1000℃以后，合金元素的碳化物溶于奧氏體中，因此晶界遷移速度快速增大，晶粒尺寸也隨之迅速長大。圖2加熱溫度對奧氏體平均晶粒尺寸的影響Fig．2Effectofheatingtemperatureonaveragegrainsizeofthesteeltreatedfordifferentholdingtime2.2保溫時間對奧氏體晶粒長大的影響圖3為不同溫度下，奧氏體平均晶粒尺寸與保溫時間關系曲線。從圖中可以看出，奧氏體平均晶粒尺寸隨保溫時間的延長而不斷增大，并且隨著保溫時間的延長晶粒長大速度不斷降緩，奧氏體平均晶粒尺寸與保溫時間近似呈拋物線分布。這是由于隨著保溫時間延長，F(xiàn)e3C和合金元素的碳化物不斷均勻化分布，奧氏體成分逐漸均勻化，并且隨著奧氏體晶粒的長大，晶界自發(fā)的向外遷移并趨于平直，晶粒的形狀與大小都越來越穩(wěn)定，晶粒長大的驅動能逐漸減小，因此晶粒長大速度不斷放緩。從圖中還可以看出，不同的加熱溫度下，保溫時間對奧氏體平均晶粒影響不同，溫度越高，保溫時間對晶粒尺寸影響越大，這是由于溫度越高，外界提供的能量越容易達到奧氏體晶粒長大激活能，相同時間內，，晶粒長大越容易發(fā)生，因此加熱溫度越高，隨保溫時間的延長，晶粒長大的趨勢越顯著。3奧氏體晶粒長大規(guī)律演化模型從上述討論可以看出，在加熱過程中加熱溫度、保溫時間共同影響奧氏體晶粒的長大，同時，從圖2、3中也可以看出，初始奧氏體晶粒尺寸對加熱、保溫過程中晶粒尺寸的變化也有較大的影響。根據Devadas等［11］的研究，42CrMo奧氏體晶粒尺寸隨加加熱溫度、保溫時間及不同初始晶粒尺寸的變化可用圖3保溫時間對奧氏體平均晶粒尺寸的影響Fig．3Effectofhol
【作者單位】： 合肥工業(yè)大學材料科學與工程學院;
【基金】：教育部科學技術研究重大項目(311025)
【分類號】：TG142.1

【參考文獻】

相關期刊論文 前4條

1 溫余遠;魯世強;劉俊偉;劉大博;劉天琦;;基于Matlab的300M鋼奧氏體晶粒的長大規(guī)律[J];材料熱處理學報;2012年09期

2 權國政;石_g;趙磊;毛遠平;周杰;;42CrMo鋼熱塑性變形誘導動態(tài)再結晶行為的動力學描述[J];材料熱處理學報;2012年10期

3 李立新,汪凌云,周家林,唐力;等溫條件下晶粒長大模型研究[J];武漢科技大學學報(自然科學版);2002年04期

4 藺永誠;陳明松;鐘掘;;42CrMo鋼形變奧氏體的靜態(tài)再結晶[J];中南大學學報(自然科學版);2009年02期

【共引文獻】

相關期刊論文 前10條

1 雷靜果,劉平,趙冬梅,田保紅,康布熙;CuNiSi合金的時效析出與再結晶[J];兵器材料科學與工程;2004年01期

2 馬柏生,魏元春,李友榮,翟鴻生;中碳Cr-Ni-Mo-V鋼熱變形奧氏體靜態(tài)再結晶晶粒特征研究[J];兵器材料科學與工程;1998年04期

3 王躍,李全保,韓慶林,宋炳文,介萬奇,周堯和;固態(tài)再結晶法生長碲鎘汞晶體的相變過程[J];半導體光電;2000年01期

4 林均品,鐘太彬,王艷麗,林志,陳國良;Ni含量對Fe_3Si基合金組織的影響[J];北京科技大學學報;2001年06期

5 徐進,毛衛(wèi)民,馮惠平,舒龍衛(wèi);Cu對高壓電解電容器陽極鋁箔再結晶織構的影響[J];北京科技大學學報;2002年02期

6 劉靖,鹿守理;低碳鋼組織與力學性能關系[J];北京科技大學學報;2002年02期

7 張鴻,謝建新,任克剛,覃強,王自東;退火溫度對單向纖維晶純銅線材組織性能影響[J];北京科技大學學報;2003年03期

8 孫景宏,劉雅政,周樂育,屠永剛,佟強,郭燕昌;深沖板St15再結晶退火過程織構演變[J];北京科技大學學報;2005年01期

9 嚴玲;唐荻;米振莉;郭錦;;汽車用TWIP鋼的力學性能與微觀組織[J];北京科技大學學報;2006年08期

10 李文學;任慧平;李德超;;稀土高純鋁箔組織、織構研究[J];包頭鋼鐵學院學報;2006年02期

相關會議論文 前10條

1 顏曉峰;韓光煒;裴丙紅;劉萬生;鄧波;;熱處理工藝對一種Ni-Cr-Fe基合金組織和性能的影響[A];第十二屆中國高溫合金年會論文集[C];2011年

2 戚文軍;黃正華;鄭開宏;張新明;劉敏;余志明;黃志其;;Gd對ZK60變形鎂合金組織與力學性能的影響[A];中國有色金屬學會第十四屆材料科學與合金加工學術年會論文集[C];2011年

3 宋婧波;毛衛(wèi)民;孟利;楊宏;馮惠平;;EBSD對高壓陽極含錫鋁箔再結晶織構的分析[A];第二屆全國背散射電子衍射（EBSD）技術及其應用學術會議暨第六屆全國材料科學與圖像科技學術會議論文集[C];2007年

4 李慧琴;金自力;孫昊;付月英;;冷軋工藝對CSP冷軋薄板再結晶影響規(guī)律的研究[A];第二屆全國背散射電子衍射（EBSD）技術及其應用學術會議暨第六屆全國材料科學與圖像科技學術會議論文集[C];2007年

5 齊建群;齊長發(fā);梅淑文;康永林;姚連勝;;唐鋼SPCE冷軋深沖板組織的研究[A];河北省2010年煉鋼—連鑄—軋鋼生產技術與學術交流會論文集（上）[C];2010年

6 嚴玲;米振莉;唐荻;郭錦;代永娟;;TWIP鋼變形和退火過程中孿晶的形成及機理研究[A];2005中國鋼鐵年會論文集（第4卷）[C];2005年

7 李剛;;DC01鋼種產品伸長率提高與退火工藝優(yōu)化[A];第七屆(2009)中國鋼鐵年會大會論文集(中)[C];2009年

8 龐樹芳;金文旭;毛衛(wèi)民;蔣奇武;;升溫速度對電工鋼組織和性能的影響[A];第七屆（2009）中國鋼鐵年會論文集（補集）[C];2009年

9 齊建群;齊長發(fā);梅淑文;康永林;姚連勝;;唐鋼SPCE冷軋深沖板組織的研究[A];2010年全國軋鋼生產技術會議文集[C];2010年

10 李軍;趙宇;趙沛;;低溫板坯加熱取向硅鋼織構演變過程研究[A];2010第11屆中國電工鋼專業(yè)學術年會論文集[C];2010年

相關博士學位論文 前10條

1 張悅;典型金屬的劇烈塑性變形與組織性能演變[D];南京理工大學;2010年

2 張真;AZ31B鎂合金塑性變形行為的相關基礎研究[D];中南大學;2011年

3 郭秋松;溶液霧化法制備鎳鈷精細粉體材料理論與工藝研究[D];中南大學;2010年

4 陳海軍;Sr及熱處理工藝對Al-Mg-Si-Cu合金板材織構的影響[D];鄭州大學;2011年

5 劉俊偉;Mg-Al-Zn系合金板材中低溫變形研究[D];湖南大學;2009年

6 孟凡瑩;大型鍛件內裂紋愈合的理論和實驗研究[D];燕山大學;2011年

7 馬博;低合金鋼板帶熱軋過程微宏觀多參數耦合建模[D];燕山大學;2011年

8 李偉;生物可降解稀土鎂合金血管支架無縫管材的制備技術及性能研究[D];重慶大學;2011年

9 歐陽德來;TB6和TA15鈦合金β鍛組織演變及動態(tài)再結晶行為研究[D];南京航空航天大學;2011年

10 孫穎;低溫板坯加熱工藝制備取向硅鋼的研究[D];東北大學;2009年

相關碩士學位論文 前10條

1 易成;退火工藝對鑄軋5052鋁合金組織和性能的影響[D];鄭州大學;2010年

2 劉滿門;反應合成Ag/SnO_2復合材料擠壓過程的有限元模擬[D];昆明理工大學;2008年

3 寧小智;馬氏體葉片鋼403Nb的再結晶動力學研究[D];昆明理工大學;2009年

4 楊娜;440MPa級高強度深沖鋼（IF）的研制[D];昆明理工大學;2009年

5 張飛;玻璃/鋁基復合材料管材擠壓成形數值模擬研究[D];昆明理工大學;2009年

6 李再久;稀土元素對熱軋AZ31鎂合金動態(tài)再結晶及織構的影響[D];昆明理工大學;2009年

7 李會;工業(yè)擠壓態(tài)AZ31B鎂合金擴散焊接工藝實驗研究[D];太原理工大學;2011年

8 葛榮山;2E12鋁合金薄板微觀組織與疲勞裂紋擴展性能研究[D];北京有色金屬研究總院;2011年

9 陳華;奧氏體不銹鋼高溫氧化性能與晶粒長大行為的研究[D];蘭州理工大學;2011年

10 吳量;鐵素體不銹鋼熱軋板材高溫氧化行為及晶粒長大過程研究[D];蘭州理工大學;2011年

【二級參考文獻】

相關期刊論文 前10條

1 張偉,趙振業(yè),張德堂,馬淑琴,濮汝厚;300M超高強度鋼的奧氏體相變再結晶溫度和低倍粗晶的消除[J];材料工程;1993年08期

2 沈丙振,方能煒,沈厚發(fā),柳百成;低碳鋼奧氏體再結晶模型的建立[J];材料科學與工藝;2005年05期

3 王長健,王鋼;300M鋼晶粒度腐蝕方法研究[J];大型鑄鍛件;2004年03期

4 張志波;孫新軍;劉清友;項金鐘;;均熱過程中低碳鋼奧氏體晶粒長大規(guī)律研究[J];材料熱處理學報;2008年05期

5 張丁非;方霖;段紅玲;戴慶偉;;ZM61鎂合金的熱變形行為[J];材料熱處理學報;2011年04期

6 王毛球,董 瀚,惠衛(wèi)軍,陳思聯(lián),翁宇慶;熱處理對42CrMo鋼的耐延遲斷裂性能的影響[J];金屬學報;2002年07期

7 鐘云龍,劉國權,劉勝新,劉長勝,李光,何岳,錢紅寶,李洪德,江玉祥;新型油井管鋼33Mn2V的奧氏體晶粒長大規(guī)律[J];金屬學報;2003年07期

8 胡德林;;鋼的奧氏體晶粒度及其控制[J];金屬熱處理;1983年11期

9 趙緒國;;42CrMo曲軸坯的工藝改進[J];機械工程與自動化;2006年04期

10 趙莉萍,劉宗昌,楊慧馮,佃臣;42CrMo鋼的貝氏體組織相變[J];特殊鋼;2004年04期

【相似文獻】

相關期刊論文 前10條

1 黃順U

本文編號：2527399