礦山機(jī)械用構(gòu)件因服役環(huán)境惡劣,常常出現(xiàn)磨損失效。低合金耐磨鋼制造的構(gòu)件采用淬火加低溫回火得到單一馬氏體組織,其硬度較高,但韌性差。目前,采用含有一定Si含量的中錳耐磨鋼構(gòu)件,通過(guò)工藝參數(shù)的有效控制可以得到馬氏體加殘余奧氏體（M+RA）復(fù)相組織,從而保證礦山機(jī)械構(gòu)件在具有一定硬度的同時(shí)還具有一定的塑韌性。利用Gleebel3800熱模擬機(jī)、金相顯微鏡（OM）、透射電子顯微鏡（TEM）、電子背散射衍射（EBSD）技術(shù)、X射線衍射（XRD）儀及維氏硬度計(jì)等手段,研究了不同冷卻速率對(duì)中錳馬氏體耐磨鋼的組織演變、殘余奧氏體含量、形貌和維氏硬度的影響。結(jié)果表明,冷卻速率由30℃/s降低至0. 05℃/s時(shí),試驗(yàn)鋼均獲得馬氏體+殘余奧氏體組織。當(dāng)試驗(yàn)鋼以非常緩慢的速率（0. 05℃/s）冷卻時(shí),過(guò)飽和馬氏體中的碳充分配分至殘余奧氏體中,增加殘余奧氏體的穩(wěn)定性,因而室溫下殘余奧氏體體積分?jǐn)?shù)較高（～12%）,殘余奧氏體呈現(xiàn)膜狀和明顯的塊狀形貌。而當(dāng)冷卻速率較快（10℃/s）時(shí),殘余奧氏體體積分?jǐn)?shù)低于6%,殘余奧氏體呈薄膜狀和細(xì)小塊狀。另外,不同冷卻速率微觀結(jié)構(gòu)演變及殘余奧氏體體積分?jǐn)?shù)不同,導(dǎo)致試驗(yàn)鋼硬度... 

【文章來(lái)源】：材料導(dǎo)報(bào). 2020,34(10)北大核心EICSCD

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不同冷卻速率下試驗(yàn)鋼的金相組織

試驗(yàn)鋼的化學(xué)成分(質(zhì)量分?jǐn)?shù),%)為0.2C-3.67Mn-1.48Si-0.25Mo,在真空感應(yīng)爐中冶煉,鑄坯熱軋初軋溫度為1 150 ℃,終軋溫度為850～900 ℃。試驗(yàn)鋼軋制完成后,加工成如圖1所示的熱膨脹測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)試樣。利用Formastor-FII型膨脹儀使試樣以0.1 ℃/s升溫至950 ℃并保溫10 min,再以100 ℃/s的速率冷卻至室溫,采集數(shù)據(jù)并繪制試驗(yàn)鋼的熱膨脹曲線,從而測(cè)試其奧氏體相變起始溫度、奧氏體相變終了溫度。緩慢的加熱速率(0.1 ℃/s)主要是為了降低相變溫度的滯后性[18]。將另外九個(gè)如圖1所示的標(biāo)準(zhǔn)試樣由室溫以1 ℃/s的速率[19]加熱至850 ℃,保溫5 min[18],進(jìn)行完全奧氏體化,再分別以0.05 ℃/s、0.1 ℃/s、0.2 ℃/s、0.5 ℃/s、1 ℃/s、3 ℃/s、5 ℃/s、10 ℃/s、30 ℃/s的速率冷卻至室溫,采集數(shù)據(jù)繪制試驗(yàn)鋼的連續(xù)冷卻轉(zhuǎn)變曲線(CCT曲線)。

圖2a是測(cè)定試驗(yàn)鋼Ac1、Ac3溫度的熱膨脹曲線。當(dāng)鋼發(fā)生固態(tài)相變時(shí),由于新、舊兩相結(jié)構(gòu)不同,材料體積將發(fā)生不連續(xù)變化,熱膨脹曲線在相變溫度處出現(xiàn)拐點(diǎn),采用切線法可確定各相變點(diǎn)[23]。由此測(cè)得試驗(yàn)鋼相變溫度為t(Ac1)=656 ℃,t(Ac3)=793 ℃,且該冷速(100 ℃/s)下得到的馬氏體相變起始溫度t(Ms)=309 ℃。圖2b為試驗(yàn)鋼以0.05 ℃/s、0.1 ℃/s、1 ℃/s、5 ℃/s、30 ℃/s速率冷卻時(shí)獲得的過(guò)冷奧氏體膨脹曲線�？梢�(jiàn),以0.05—30 ℃/s不同速率冷卻時(shí),曲線均只出現(xiàn)兩個(gè)拐點(diǎn),且均出現(xiàn)在400 ℃以下的低溫區(qū),對(duì)應(yīng)相變類型為馬氏體相變。即使以0.05 ℃/s緩慢冷卻,也未出現(xiàn)高溫區(qū)的鐵素體、珠光體相變以及中溫區(qū)的貝氏體相變。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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碩士論文
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