【摘要】：對42CrMo鋼在不同加熱溫度(850~1150℃)和保溫時(shí)間(0~1200 s)下的奧氏體晶粒長大規(guī)律進(jìn)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(jìn)行測量,建立42CrMo鋼加熱時(shí)奧氏體晶粒長大演化模型。結(jié)果表明:奧氏體晶粒尺寸隨加熱溫度升高呈指數(shù)關(guān)系長大,隨保溫時(shí)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(shí)奧氏體晶粒長大演化模型;將該模型導(dǎo)入有限元軟件中預(yù)報(bào)42Cr Mo鋼加熱時(shí)奧氏體晶粒變化,預(yù)報(bào)結(jié)果與實(shí)驗(yàn)結(jié)果吻合,驗(yàn)證了該模型的正確性。
【圖文】：

鮒貧ㄈ縵戮嚀迨?驗(yàn)參數(shù):加熱溫度為850、950、1000、1050、1100和1150℃，保溫時(shí)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(biāo)準(zhǔn)，通過金相定量法對各試樣顯微組織進(jìn)行晶粒度測量。表1實(shí)驗(yàn)鋼的化學(xué)成分(質(zhì)量分?jǐn)?shù)，%)Table1Chemicalcompositionofthetestedsteel(massfraction，%)CSiMnCrMoNiCuPSFe0.400.220.671.100.220.020.020.010.04Bal．2實(shí)驗(yàn)結(jié)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(shí)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(shí)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(shí)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(jù)表2數(shù)據(jù)繪制42CrMo鋼在不同保溫時(shí)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(shí)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(shù)關(guān)系。在1000℃以前，奧氏體平均晶粒尺寸隨溫度

材料熱處理學(xué)報(bào)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(zhì)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(shí)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(shí)間關(guān)系曲線。從圖中可以看出，奧氏體平均晶粒尺寸隨保溫時(shí)間的延長而不斷增大，并且隨著保溫時(shí)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(shí)間近似呈拋物線分布。這是由于隨著保溫時(shí)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(qū)動(dòng)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(shí)間對奧氏體平均晶粒影響不同，溫度越高，保溫時(shí)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(dá)到奧氏體晶粒長大激活能，相同時(shí)間內(nèi)，，晶粒長大越容易發(fā)生，因此加熱溫度越高，隨保溫時(shí)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(shí)間共同影響奧氏體晶粒的長大，同時(shí)，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(jù)Devadas等［11］的研究，42CrMo奧氏體晶粒尺寸隨加加熱溫度、保溫時(shí)間及不同初始晶粒尺寸的變化可用圖3保溫時(shí)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(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院;
【基金】：教育部科學(xué)技術(shù)研究重大項(xiàng)目(311025)
【分類號(hào)】：TG142.1

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前4條

1 溫余遠(yuǎn);魯世強(qiáng);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(xué)報(bào);2012年09期

2 權(quán)國政;石_g;趙磊;毛遠(yuǎn)平;周杰;;42CrMo鋼熱塑性變形誘導(dǎo)動(dòng)態(tài)再結(jié)晶行為的動(dòng)力學(xué)描述[J];材料熱處理學(xué)報(bào);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(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)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(jié)晶[J];中南大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2009年02期

【共引文獻(xiàn)】

相關(guān)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(shí)效析出與再結(jié)晶[J];兵器材料科學(xué)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(jié)晶晶粒特征研究[J];兵器材料科學(xué)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(jié)晶法生長碲鎘汞晶體的相變過程[J];半導(dǎo)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(xué)學(xué)報(bào);2001年06期

5 徐進(jìn),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(jié)晶織構(gòu)的影響[J];北京科技大學(xué)學(xué)報(bào);2002年02期

6 劉靖,鹿守理;低碳鋼組織與力學(xué)性能關(guān)系[J];北京科技大學(xué)學(xué)報(bào);2002年02期

7 張鴻,謝建新,任克剛,覃強(qiáng),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(xué)學(xué)報(bào);2003年03期

8 孫景宏,劉雅政,周樂育,屠永剛,佟強(qiáng),郭燕昌;深沖板St15再結(jié)晶退火過程織構(gòu)演變[J];北京科技大學(xué)學(xué)報(bào);2005年01期

9 嚴(yán)玲;唐荻;米振莉;郭錦;;汽車用TWIP鋼的力學(xué)性能與微觀組織[J];北京科技大學(xué)學(xué)報(bào);2006年08期

10 李文學(xué);任慧平;李德超;;稀土高純鋁箔組織、織構(gòu)研究[J];包頭鋼鐵學(xué)院學(xué)報(bào);2006年02期

相關(guān)會(huì)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(huì)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(xué)性能的影響[A];中國有色金屬學(xué)會(huì)第十四屆材料科學(xué)與合金加工學(xué)術(shù)年會(huì)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(jié)晶織構(gòu)的分析[A];第二屆全國背散射電子衍射（EBSD）技術(shù)及其應(yīng)用學(xué)術(shù)會(huì)議暨第六屆全國材料科學(xué)與圖像科技學(xué)術(shù)會(huì)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(jié)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(shù)及其應(yīng)用學(xué)術(shù)會(huì)議暨第六屆全國材料科學(xué)與圖像科技學(xué)術(shù)會(huì)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(chǎn)技術(shù)與學(xué)術(shù)交流會(huì)論文集（上）[C];2010年

6 嚴(yán)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(jī)理研究[A];2005中國鋼鐵年會(huì)論文集（第4卷）[C];2005年

7 李剛;;DC01鋼種產(chǎn)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(huì)大會(huì)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(huì)論文集（補(bǔ)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(chǎn)技術(shù)會(huì)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(gòu)演變過程研究[A];2010第11屆中國電工鋼專業(yè)學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C];2010年

相關(guān)博士學(xué)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(xué);2010年

2 張真;AZ31B鎂合金塑性變形行為的相關(guān)基礎(chǔ)研究[D];中南大學(xué);2011年

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

4 陳海軍;Sr及熱處理工藝對Al-Mg-Si-Cu合金板材織構(gòu)的影響[D];鄭州大學(xué);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(xué);2009年

6 孟凡瑩;大型鍛件內(nèi)裂紋愈合的理論和實(shí)驗(yàn)研究[D];燕山大學(xué);2011年

7 馬博;低合金鋼板帶熱軋過程微宏觀多參數(shù)耦合建模[D];燕山大學(xué);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(shù)及性能研究[D];重慶大學(xué);2011年

9 歐陽德來;TB6和TA15鈦合金β鍛組織演變及動(dòng)態(tài)再結(jié)晶行為研究[D];南京航空航天大學(xué);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(xué);2009年

相關(guān)碩士學(xué)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(xué);2010年

2 劉滿門;反應(yīng)合成Ag/SnO_2復(fù)合材料擠壓過程的有限元模擬[D];昆明理工大學(xué);2008年

3 寧小智;馬氏體葉片鋼403Nb的再結(jié)晶動(dòng)力學(xué)研究[D];昆明理工大學(xué);2009年

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

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

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

7 李會(huì);工業(yè)擠壓態(tài)AZ31B鎂合金擴(kuò)散焊接工藝實(shí)驗(yàn)研究[D];太原理工大學(xué);2011年

8 葛榮山;2E12鋁合金薄板微觀組織與疲勞裂紋擴(kuò)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(xué);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(xué);2011年

【二級參考文獻(xiàn)】

相關(guān)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(qiáng)度鋼的奧氏體相變再結(jié)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(jié)晶模型的建立[J];材料科學(xué)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(xiàng)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(xué)報(bào);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(xué)報(bào);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(xué)報(bào);2002年07期

7 鐘云龍,劉國權(quán),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(xué)報(bào);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(jìn)[J];機(jī)械工程與自動(dòng)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(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 黃順U

本文編號(hào)：2527399