【摘要】：為了探究瞬時淬火工藝下低碳鋼組織的演變規(guī)律,在熱模擬機(jī)上對Q195和CR340試樣進(jìn)行了瞬時淬火處理.結(jié)果表明,瞬時淬火工藝初期得到馬氏體+貝氏體+鐵素體+未溶滲碳體的復(fù)雜混合組織;保溫足夠時間后,未溶滲碳體逐漸溶解使奧氏體平均碳濃度升高,奧氏體晶粒內(nèi)碳濃度梯度減小,從而增加組織中馬氏體相對量,最終得到全部板條馬氏體組織.瞬時淬火工藝與傳統(tǒng)淬火工藝相比可明顯細(xì)化試驗鋼晶粒尺寸,提高升溫速率對試驗鋼晶粒細(xì)化作用更明顯.
【圖文】：

淬火處理，溫度由點焊在試樣中心部位的K型熱電偶測得并控制．對經(jīng)過瞬時淬火處理后的試樣均溫區(qū)(距熱電偶5mm范圍內(nèi))材料進(jìn)行金相(OM)、掃描電鏡(SEM)、顯微硬度測試分析．金相試樣經(jīng)研磨拋光后用體積分?jǐn)?shù)為4%的硝酸酒精溶液進(jìn)行腐蝕，將組織顯現(xiàn)出來．利用美國FEI公司掃描電子顯微鏡對試樣進(jìn)行組織表征．硬度測試在日本FM－700顯微硬度儀(Future－tech)上進(jìn)行，加載載荷為0.098N．1.3實驗工藝為了比較低碳鋼在瞬時淬火與傳統(tǒng)淬火后顯微組織差別，對試驗鋼進(jìn)行不同工藝參數(shù)瞬時淬火處理，瞬時淬火不同熱處理工藝如圖1所示．傳統(tǒng)淬火工藝為將試樣隨爐以30℃/s升溫至1150℃，保溫5min后淬火，兩種工藝?yán)鋮s方式全部為水淬．圖1瞬時淬火不同熱處理工藝Fig.1Differentflashprocessing2實驗結(jié)果和討論2.1瞬時淬火與普通淬火組織對比表2為試驗鋼在瞬時淬火不同工藝參數(shù)與傳統(tǒng)淬火后的相組成．為了表示方便用FP表示瞬時淬火工藝，QT表示傳統(tǒng)淬火工藝，淬火組織中F表示鐵素體、B表示貝氏體、M表示馬氏體、C表示滲碳體．表2兩種低碳鋼不同淬火熱處理后的顯微組織Table2Microstructureoftwokindsoflowcarbonsteelsunderflashprocessing試樣編號奧氏體化溫度/℃時間/s淬火組織CＲ－FP110002F+M+CCＲ－FP211502F+B+MCＲ－FP311505MCＲ－QT1150300MQ－FP110002F+M+CQ－FP210005F+MQ－FP211502F+B+MQ－FP311505B+MQ－QT1150300B+M注:CＲ－*表示CＲ340試樣，Q－*表示Q195試樣．CＲ340經(jīng)傳統(tǒng)淬火處理后得到全部馬氏體組織，瞬時淬火隨著淬火溫度與時間的增加馬氏體、貝氏體含量逐漸增加，鐵素體逐漸減少并在一定條件下獲得全部馬氏體組織．Q195由于淬透性低，經(jīng)傳統(tǒng)淬火后獲得少量貝氏體與馬氏體混合組織，在瞬

在后面詳細(xì)探討．瞬時淬火與普通淬火工藝相比具有更快的升溫速率和極短的保溫時間．為了弄清瞬時淬火工藝對低碳鋼組織的影響，對在1150℃瞬時淬火與普通淬火試樣進(jìn)行金相顯微分析，結(jié)果如圖2所示，CＲ340在兩種淬火工藝下得到全部的板條馬氏體組織，Q195由于其具有更低的碳含量導(dǎo)致淬透性低［9］，因此并沒有得到全部板條馬氏體組織而是含有少量貝氏體．圖2中白色虛線為原始奧氏體晶界，通過對比可明顯看出，在本實驗條件下瞬時淬火工藝可顯著細(xì)化晶粒．其原因是試驗鋼的奧氏體晶粒尺寸受到兩方面的影響:一方面隨著升溫速率的提高，奧氏體形核點明顯增多;另一方面，由于保溫時間很短晶粒來不及長大，，此外奧氏體中碳濃度的不均勻使晶粒內(nèi)部存在許多不同碳濃度微區(qū)，各微區(qū)的馬氏體Ms點不同，馬氏體不能穿越不同的濃度微區(qū)長大，使馬氏體組織得到細(xì)化．圖2瞬時淬火與普通淬火組織對比Fig.2Microstructureoftraditionalandflashprocessing(a)—傳統(tǒng)淬火，CＲ340;(b)—瞬時淬火，CＲ340;(c)—傳統(tǒng)淬火，Q195;(d)—瞬時淬火，Q195．2.2瞬時淬火升溫速率的影響圖3為CＲ340分別在100℃/s和200℃/s的升溫速率下得到的最終組織，可見，由于保溫時間短，得到的最終組織均為板條馬氏體+貝氏體+鐵素體的混合組織，白色箭頭指出在晶界附圖3瞬時淬火不同升溫速率對組織影響Fig.3Microstructureoflowcarbonsteelatdifferentheatingratesofflashprocessing(a)—CＲ340－1150℃－2s－100℃/s;(b)—CＲ340－1150℃－2s－200℃/s．近出現(xiàn)的少量鐵素體和貝氏體組織，黑色箭頭指向典型板條馬氏體組織．更高的升溫速率下晶界處鐵素體+貝氏體組織明顯增多，這說明不同升溫速率下奧氏體狀態(tài)有明顯差異，根據(jù)奧氏體不均勻(TTA)曲線可知，
【作者單位】： 東北大學(xué)材料與冶金學(xué)院;
【基金】：國家高技術(shù)研究發(fā)展計劃項目(2012AA03A503,2012AA03A502)
【分類號】：TG161;TG142.1

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本文編號：2548734