D0I:10.13374/j.issn1001-053x.1983.01.008 北京钢铁苹院学报 1983年第1期 合金元素对中碳硅锰钼钒钢连续 冷却转变及淬透性的影响 金相教研室裘尧候曹凤豫杨让 摘要 本文用顶端淬火法测定了40、40Si2、40Mn2、40Mo和40Si2Mn2钢的连续冷 却转变曲线和淬透性曲线，同时研究了硅锰钼钒钢中不同硅或锰含量对钢的淬透 性的影响，通过对试样中心为半马氏体时钢的淬透性乘子的计算，相对定量地说 明了硅、锰对钢的淬透性的作用规律。 通过试验表明，硅使铁素体一珠光体的转变温度上升，使连续冷却转变曲线 稍向右移，当钢中加入钼或锰后，使钢的转变温度和时间有较大地降低和延缓， 尤其是锰钢。当钢中同时存在有硅和锰，则硅、锰的复合作用远比单一的锰或硅 要大得多，使连续冷却转变曲线更往右下方移动。单一的合金元素对钢的淬透性 影响最大的是锰，其次是钼，而硅的效果最小。但硅加到40Mn钢中，大大地提 高了钢的淬透性，其复合作用不是简单地单个元素作用的叠加，而是乘子关系。为 了保证40硅锰钼钒钢有足够的淬透性，必须加入大于1,5%的锰，催保持在1.3%左 右，当然还应加入适量的钼。 前 言 淬透性是合金结构钢的重要工艺性能，它直接涉及到钢热处理后的组织和机械性能。 工程设计中为了保证结构件的性能，对钢的淬透性提出了严格的要求，因此结构钢的淬透 性就成为治金和机械设计工程师选用材料的重要依据，也是钢材的一个重要工艺参数。它 不随钢材的截面尺寸和冷却条件而改变，而主要取决于钢的化学成份，或者说取决于钢的 合金度。所以低合金结构钢加人合金元素的一个主要作用是改善钢的碎透性。甚至可以 说，结构钢中加入合金元素就是为了保证淬透性。因此在合金钢的设计中，较深人地掌握 不同钢系中合金元素对淬透性的单一和复合作用是十分重要的。 解放后我国的材料科学工作者，在研究使用国外钢种的同时，结合我国资源情况，研 究和发展了一系列的硅锰钢种，从已研究和应用的钢种成分特征来看，可以说是大同小 异，只是合金元素有某些微小的变化。这些微小的变化究竟依据什么？将产生多大的影响 不是很清楚。从已发表的研究报告或文献资料来看1,2,3,4,9)，对硅锰钢系中合金元素的 99
北 京 钢 铁 举 院 学 报 台 牟 绍 绷 口 目曰 口口 ‘ 自 润 匕 侧口 帕曰 ， 曰 合金元素对中碳硅锰铂钒钢连续 冷却转变及淬透性的影响 金 相 教研 室 裘 尧健 曹凤 稼 杨 让 摘 要 本文 用顶端淬 火 法测定了 、 、 、 和 钢的连续冷 却转变曲线和淬透性 曲线 ， 同时研究了 硅锰钥钒钢中不 同硅或锰含量 对钢的淬透 性 的影响 ， 通 过对试 样中心 为半马 氏体 时钢 的淬 透性乘子 的计算 ， 相对定 量地 说 明了 硅 、 锰对钢的淬 透性的作用规律 。 通 过试验表明 ， 硅使铁素体一珠光体的转变温度上升 ， 使连续 冷却转变 曲线 稍向右移 ， 当钢 中加人相或锰 后 ， 使钢的转变温度和 时间有较大 地 降低和延 缓 ， 尤其是锰钢 。 当钢中同时存在有硅和锰 ， 则 硅 、 锰 的复合作用 远 比单一 的锰或 硅 要大得 多 ， 使连续 冷却转变曲线更往右 下方移动 。 单一的合金 元 素对钢的淬 透性 影响 最大 的是锰 ， 其次是铂 ， 而硅 的效果最小 。 但 硅 加到 钢 中 ， 大大 地 提 高了钢的淬 透性 ， 其复 合作 用不是简单地单个元素作用 的盈 加 ， 而是乘子关 系 。 为 了保证 硅锰铂钒钢 有足够的淬 透性 ， 必须 加人大于 的锰 ， 硅保持在 左 右 ， 当然还 应加入适 量 的相 。 前 、 巨 淬 透性是合金 结构钢的重要工 艺性能 ， 它直接涉及到钢热处理后的组织和机械性能 。 工程设计 中为了 保证 结构件的性能 ， 对钢 的淬透性 提 出了严格的要求 ， 因此 结 构钢 的淬透 性就成 为冶金和机械设计工 程师 选 用材料的 重要依据 ， 也 是钢材的一个重 要工 艺参数 。 它 不随钢材的截面 尺寸 和 冷 却条件而改变 ， 而主 要取决于钢 的化学成 份 ， 或者 说取决于钢的 合金度 。 所 以低 合金 结构钢加人合 金元素的 一个主 要作 用是改善钢的淬 透 性 。 甚 至 可 以 说 ， 结构钢 中加入合金 元素就是 为了 保证淬透性 。 因此在合 金钢 的设计 中 ， 较 深 人地 掌握 不 同钢系 中合金 元素对淬 透性 的单一和复合作用是十分重要的 。 解放 后我国 的材料科学工作者 ， 在研究使 用国外钢种的 同时 ， 结合我国 资源情况 ， 研 究和 发展了 一系列 的 硅锰钢 种 ， 从 已研究和应 用的钢种成分特征来 看 ， 可 以说 是 大 同 小 异 ， 只是合 金 元素有某些微小 的 变化 。 这些微小的 变化究竟依据什 么 将产生多大的 影响 不是很 清楚 。 从 已发表 的研究报 告或 文 献资料来 看 〔 ，， ， ‘ ，” 〕 ， 对硅锰钢 系 中合金 元 素 的 DOI ：10．13374／j ．issn1001－053x．1983．01．008
作用，还没有作出定蟹的评价，尤其是这些合金元素对淬透性的影响，更缺乏系统的研究 资料。为此本文着重于研究硅锰钼钒钢中合金元素对钢在连续冷却时的转变和淬透性的影 响。 一、试验用钢和试验方法 试验用钢的化学成分及临界点，见表1 表1 钢的化学成分及临界点 炉 的 必 成 分 刚 临界点C 淬火温 的 种 号 Si Ma P Ac1 Ac3 Ms 度C 粒度 40 1 0.41 0.39 0.26 <0.050.01 0.0120.003 746 840 340 900 7~8 40Si2 0,41 2,10 0,29 <0.(50.01 0.G12 0.003 776 895 330 980 6~7 40Mn2 3 0.37 0.33 2.07 <0.05 0.0150.011 0.003 718 815 260 900 8~9 40Mo 0,36 0.395 0.32 0.47 <0.010.010 0.005 740 845 270 900 8 40S12Ma2 0.39 2.10 1,93 <0.c5 0.01 0.613 0.004 740 845 280 950 910 40S12Mn2Mo 0.42 2.19 1,95 0.45 6.c2 0.0100.004 740 900 270 950 910 40S12Mn2V 0,37 2.03 1.85 0.05 0.11 0.0110.004 910 40Si2Mn2MoV 0.35 2.19 1.80 0.58 0.12 0.017 0,003 740 892 280 960 910 9 0,36 0,42 0.09 0.51 0.17 0.012 0.006 920 10 0.34 1.31 0.05 0.52 0.16 0.011 940 11 0.36 2.02 0.04 0.54 0.17 0.011 0.002 12 0.34 0.66 0.51 0.18 0.014 0.004 13 0.34 1.65 0.62 0.61 0.10 0,013 0.003 14 0.34 2.00 0,63 0.58 0.11 0.013 0.002 15 0.6 0.63 1.17 0.55 0.087 0.014 0.002 16 0.36 1.47 1.24 0,54 0.17 0.015 0.003 920 17 0.35 0.22 1.50 0.54 0.15 0.015 0.004 960 18 0.34 0.62 1.49 0.54 0.18 0.014 0.003 950 0.36 1.15 1.53 0.61 0.11 0.016 0.003 950 20 0.34 2.25 1.60 0.56 0.14 0.017 0.002 950 0.33 0.07 1.75 0.53 0.17 0.017 0.015 920 22 0.35 1.31 1.89 0.58 0.61 0.017 0.002 920 所有试验用钢均采用50公斤或25公斤非真空感应炉熔炼，再经大气电渣重熔，锭重为 20公斤，经箱式电炉加热锻成中32毫米的棒材，再经退火处理，加工成标准的顶端淬火试 样，试样尺寸为25×100毫米。 项端淬火法作为测定连续冷却转变动力学曲线的手段，早在四十年代就为许多科技工 作者〔5,6，们所采用。由于这种方法能够同时测出距淬火顶端不同部位的硬度，显微组织和 获得这种组织及硬度的冷却速度，所以利用这种方法绘制连续冷却曲线，既直观又方便， 至今仍被人们所采用C8)。本文根据这一试验方法，在测量和记录系统上作了较大的改进， 以求数据的准确，可靠，再现性较强。 为了测定距顶端不同部位的冷却速度，在试样标定的各测量点上，钻上深为0.5毫米 100
作用 ， 还没有作出定蛰的评价 ， 尤其是这些合金元素对淬透性的影响 ， 更缺乏 系统的研究 资料 。 为此本文着重于研究硅锰钥钒钢中合 金元素对钢在连续 冷却时的转变和淬透性的 影 响 。 一 、 试验用钢和试验方法 试验用钢的化学成 分及临界点 ， 见表 衰 钢 的 化 学 成 分 及 临 界 点 俐 种 通 仁一人立澳华 下兰一仁浑竺 华斗兰建半纠共 二 二 一 “ · ， “ · “ ” · “ · ” “ · “ ， ” ’ “ ’ “ “ · 。 。 兰斗峨 竺吕 。 · ‘ · ‘ “ · · “ · ” ， “ ‘ ’ ” · “ · “ 一 】 “ · “ “ · · “ ” ‘ ” ， “ ’ “ ‘ ’ “ · ” 】 ‘ “ ，” “ · ” · ” “ · ” “ “ “ ‘ “ ， “ ‘ 。 ’ ” ’ “ “ 今 “ · “ 】 · ’ “ · · “ · ” ‘ “ ’ “ ‘ … ” ’ ” “ · “ · ’ ， ’ · “ · 峨 。 · “ ’ 。 ‘ ” ‘ “ 一 “ · “ · ’ · · “ 」 … ” · “ “ · “ · “ · “ · · “ · “ “ · ‘ ” · ” · 器 “ “ · “ · “ · ” · “ · ， “ ‘ ‘ “ · ” · · 。 · ” · “ · ， “ · “ “ ‘ “ · 。 · ” · 劝 “ · ， … “ · “ ” · ” ‘ ” · 。 · ” · ， ” · ， ” · 。 ， ” · “ · · 月 ” · ” · “ · ， “ · ‘ ” · 。 · 】 “ · “ · ” · “ · ，‘ ” · ‘ ” · “ · 。 · ’ · ， ” · “ · “ · ‘ ” · “ · · · “ · “ · ” · ， ” · 】 “ ‘ “ · 】 · 】 “ · 】 “ · 】 “ · ， 」” · 】 ” · 。 · “ · 组 “ · ” · ” · “ · “ · ’ · ‘ ’ · “ · ‘ “ · ，‘ “ · ， ” · “ · “ · ‘ · 夕 · “ · ， “ · “ · “ ’ “ · ’ · “ · “ · ‘ “ · 。 · “ ‘ ‘ ， ’ “ ’ “ ‘ “ “ · “ · 】 … ，火 。 奥 氏 体 晶 度 ’ 较度 号一护 吕﹃甘 玲 所有试验用钢均采用 公斤或 公 斤非真空感应炉熔炼 ， 再经大气 电渣 重熔 ， 锭 重 为 公斤 ， 经 箱式 电炉加热锻成 价 毫米 的棒材 ， 再经退火处理 ， 加工成标准 的顶端淬火 试 样 ， 试样尺寸 为功 。毫米 。 顶端淬火法作 为侧定连续冷却转变动力学曲线的手段 ， 早在四 十年 代就 为许多科技工 作者 〔 ， ， 〕 所采 用 。 由于这种方法能够 同时测 出距淬火顶端不 同部位 的硬度 ， 显微组织和 获得 这种组织及硬度的冷却速度 ， 所 以利用这种方法 绘制 连续 冷却曲线 ， 既直观又 方便 ， 至今仍 被人们所采 用〔 〕 。 本文根据这一试验 方法 ， 在测 量和记录 系统上作了较大的改 进 ， 以求数据的准确 ， 可靠 ， 再现性较强 。 为了测定距顶端不同部位的 冷却速度 ， 在试样标定 的各测 量点上 ， 钻上深 为 毫 米
的小孔，将热电偶焊在每一个小孔中，再将热电偶与$C-20型光点示波器联结，当试样奥 氏体化后，在喷水冷却过程中，能连续不断地自动记录出试样各标点的温度和时间的变化 曲线。再结合各测量点上硬度和金相组织，即可绘制出连续冷却转变动力学曲线和淬透性 曲线。根据这些曲线来估价合金元素对钢的淬透性的影响和连续冷却转变动力学的作用规 律。 二、试验结果及讨论 1)合金元素对奥氏体连续冷却转变动力学的作用规律 按上述试验方法绘制出五种钢的奥氏体连续冷却转变曲线（见图1,2,3,4,5）。为了比 较合金元素对钢的过冷奥氏体转变的影响，将各钢的过冷奥氏体转变开始线绘制在一张图 上，如图6所示。从图中可以看出，由于钢中的合金元素不同，致使奥氏体连续冷却转变 的起始温度和时间发生了很大的变化。在40碳钢中随着硅、锰、钼和硅锰元素的加人，奥 氏体连续冷却开始转变曲线逐次向右下方移动。也就是说奥氏体开始转变温度逐渐降低， 孕育期逐渐拉长，其中以硅锰的复合作用对延缓突氏体的转变最为显著，而钢中仅含单一 的硅，儿乎对奥氏体连续冷却转变没有影响，只是把40碳钢中奥氏体开始转变温度稍有提 高，转变曲线稍向右移，但很不明显，在顶端淬火所能得到的冷却速度范围内，40碳钢只 有铁素体一珠光体组织。而硅钢在距水冷端4毫米以上部位，主要是块状铁素体一珠光体 和部分针状无碳的贝氏体组织（后者只是出现在距水冷端2~10毫米之间）。与此相反，锰 钢，钼钢和硅锰钢中却只有贝氏体，而铁素体一珠光体组织在这些钢的顶端淬火试样中没 有发现，从而进一步表明，锰，钼和硅锰等元素有利于Bs温度降低的作用。从许多人的研 究10、11、12、)来看，影响钢中贝氏体组织结构和钢的机械性能的最大因素是Bs温度，Bs温 度愈低，贝氏体一铁素体中的位错密度愈高，其强韧性就愈好，而转变完成所需的时间对 贝氏体一铁素体的亚结构没有明显的影响。由上述试验结果，可以看出钢中加人合金元 素，使奥氏体的稳定性增加。降低了奥氏体转变为贝氏体的福度。使奥氏体在连续冷却转 变过程中具有较长的孕育期，为增大具有全部马氏体的淬透性创造了条件。不过从获得贝 氏体的组织来看，钼钢比硅锰钢要好，钼是贝氏体钢不可少的合金元素。 2,合金元素对钢的淬透性的影响 图7为含有不同合金元素的钢的淬透性曲线。从图7可以看出，碳钢具有最小的淬透 性，硅钢，钼钢稍有改善，锰钢的淬透性较好。而硅锰钢比锰钢的淬透性又有进一步的改 善，这与图6所测出的连续冷却转变动力学曲线完全对应。如果在硅锰钢中加人0.5%左 右的钼，能使硅锰钢的淬透性显著提高，使顶端淬火曲线变成一条水平线(40Si2Mn2Mo, 40Si2Mn2MoV)。在硅锰钢中加人0.15%的钒，不仅没有进一步改善钢的淬透性，反而 有下降的倾向。这也许与钢中钒的碳化物在正常淬火温度不能完全溶解有关13)，也可能与 这炉钢中原有的碳和锰含量稍低有所联系。 在研究单一或多个合金元素对钢的淬透性影响的同时，就硅锰钼钒钢中硅和锰含量对 钢的淬透性的影响也作了研究。从图8可以看出，在不含锰的条件下，随着硅含量的增 多，钢的淬透性就急速的增大，当硅含量大于1.3%以后，再增加钢中的硅含量，其淬透 性的变化甚微，似乎硅的作用已接近于饱和状态，甚至把硅含量提高到2%，也无明显地 101
的小 孔 ， 将热 电偶焊在每一 个小 孔中 ， 再将热电偶与 一 型光点示波器联结 ， 当试样 奥 氏体化 后 ， 在喷 水 冷却 过程中 ， 能 连续不断 地 自动记录 出试样各标点的温度和 时间 的 变化 曲线 。 再结合各 测 量点 上硬 度和 金相组 织 ， 即 可 绘制 出连续 冷却转变动力学曲线和淬透 性 曲线 。 根据 这些 曲线来估价合金元素对钢的淬 透 性 的影响和连续冷却转变动力学的作用 规 律 。 二 、 试验结果及讨论 ， 合金元素对奥氏体连续冷却转变动力学的作 用规律 按上述试 验 方法绘制 出五种钢的奥 氏体连续冷却转变曲 线 见 图 ， ， ， ， 。 为了 比 较合金元素对钢的 过冷奥 氏体转变的影 响 ， 将各钢 的过 冷奥 氏体转变开始线 绘制在一 张图 上 ， 如 图 所示 。 从 图中可 以看 出 ， 由于钢中的合 金 元素不 同 ， 致使奥氏体连续 冷却转变 的起始温度 和 时间发 生了很大 的 变化 。 在 碳钢中随 着硅 、 锰 、 钥 和 硅锰元 素的加人 ， 奥 氏体连续 冷却开 始转变 曲线 逐 次 向右下 方移动 。 也就是说 奥 氏体开始转变温度逐渐降低 ， 孕育期逐 渐拉长 ， 其中以硅锰的 复合作用对 延 缓奥 氏体的 转变最 为显著 ， 而钢中仅含单一 的 硅 ， 乎对奥 氏体连续 冷却转变没有影响 ， 只是 把 碳钢 中奥 氏体开 始转 变温度稍有提 高 ， 转变曲线稍向右移 ， 但 很 不明显 ， 在顶 端淬火所能得 到的 冷却速度范围 内 ， 碳钢只 ’ 有铁素体一珠光体组织 。 而硅钢在距水冷端 毫米 以上 部位 ， 主要是块 状铁 素体一珠光体 和部分针状无碳 的 贝氏体组织 后者只是出现在距水冷端 毫 米之间 。 与此相 反 ， 锰 钢 ， 钥钢和硅锰 钢中却只 有贝氏体 而铁素体一珠光体组织在 这些钢的顶端淬火 试样 中没 有发现 ， 从而进一步表明 ， 锰 ， 铂和硅锰等元素有利于 温度降低的作用 。 从许多人的研 究 〔 、 、 、 〕 来看 ， 影响钢中贝氏体组织结构和 钢 的机械性能 的最大 因素是 温度 ， 温 度愈低 ， 贝氏体一铁素体中的位错密度愈 高 ， 其强韧性就 愈好 ， 而转 变完成所需的 时间对 贝氏体一铁 素 体的亚 结构没有明显的影响 。 由上述 试验 结果 ， 可 以看 出钢 中加 人 合 金 元 素 ， 使奥 氏 体的 稳定 性 增 加 。 降低了奥 氏体转变为贝氏 体的温度 。 使奥氏体在 连续冷 却转 变过 程 中具有较长的 孕育期 ， 为增大具有全部马 氏体的淬透性创造 了 条件 。 不过 从获 得 贝 氏体的组 织来看 ， 相钢 比 硅锰钢要好 ， 钥是贝氏体钢不 可 少的 合金 元素 。 合金元素对钡 的 淬透性 的影响 图 为含有不同合金元素 的钢的淬 透性 曲线 。 从图 可 以看 出 ， 碳钢具有最小的淬透 性 ， 硅钢 ， 铂钢稍有改善 ， 锰钢的淬透性较好 。 而硅锰钢 比锰钢的淬 透性 又有进 一步的改 善 ， 这与图 所测 出的 连续冷却转变动力学曲线完全对应 。 如果在硅锰钢 中 加 入。 沁左 右 的铂 ，能使 硅 锰 钢 的淬透性显著提高 ， 使顶端淬火曲线变成一 条水平线 ， 。 在 硅 锰 钢 中 加 人 的钒 ， 不 仅 没有进一 步改善钢的淬 透 性 ， 反而 有下降的倾向 。 这也许与钢中钒 的碳化物在正常淬火温度不能完全溶解有关 〕 ， 也 可能与 这炉钢中原有的碳和锰含量稍低有所联系 。 在研究单一或 多个合金 元素对钢的淬 透性 影 响的 同 时 ， 就 硅锰钥钒钢 中硅 和锰含 对 钢的淬 透性 的影响也 作了研究 。 从图 可 以看 出 ， 在不 含锰 的条件下 ， 随着 硅 含 盈 的 增 多 ， 钢的淬透性就 急速的增大， 当硅含量大于 以后 ， 再增 加钢中的硅 含 量 ， 其 淬透 性的变化甚微 ， 似乎硅的作 用 已接近于 饱和 状态 ， 甚 至把硅含量提高到 ， 也 无明显地
45007080 距頂嘴距离a) 1000 40 a42%c 379 9oo 0.307M 舆氏体代 6L 1 、 600 90t30分 45 4 晶粒度 A 7-0 Too Ac3=8o℃ Ae1xT30℃ 距项端不府距高 600 A+状P 处的冷却曲线 FtP 500 400 300 A+M- AtP+M- A+F+P+M 2t0 1.5 50 5 9 10 0 5 2 46810 4060800 2a 4e6a6m1侧 時间( 图140铜的谇透性曲辑和过冷奥氏体连续冷却转变曲线
一 协 ， · ， ‘ · 划 一 口 吐松丫己 氏， 乞匀 劲 日 典氏。 体化 甲。乞 。分 ‘ 响，甲‘ 左 一人芍 · … · 品日 。 材了 一 巴度 户蔽丈 汉 、 甫 。 ， 二 、 脚艺 、 · 仗 、 、 阅 亡， ， 加乞 、 、 、 、 」 、 气了 介 、 、 、 之 、 、 只 、 ‘ 、 一 一华 、 二 洛舟卜 从 ，二 之 口己圣汾 口口户 尸代 一 从…斗入六 口认口玉 毖 一声缺吧 备 弋蕊 窗布 距演 端子藏距 岛 、 沙产 气 「 尸叮 ’ 甲 丫 处的 玲却曲 残 尹洲长 又一一… ， 一 入 尸 。 宇 一 、 尸‘试汽少 尸 叭 丫 认 、 卜 补 、 州 州汉 、 『 ’ 、 伏 、 次习二 一 … ‘ 工 一 肠 玉 火 又火 洲 州 入 一 ‘ 备 日肠公一 ‘ 盆 日 一 译 、 红 一 洲仪 又入 丈 十钊卜 以 众 一 代价 ’ 火 叹、 ’ 一 、 砚 ’ 一、 一 叭气万 、 戈甲又入 ’ 认 人 、 、 杀日 一 ‘ 口 匆 夕卜 沁舀 “ 从哪 匆 祥 月 乞呀 一 ， 一 一 一 侧服名 特何 。，、 日 钥 的 淬透 性 曲妞和 过 冷奥 氏体 连续 冷 却转变 曲级
距頂端距离(m) 1630 40Si2 0.42%C2.9St 900 下o6 0.20%Mn 45 奥氏体化 603 980心30分 品粒废 M。6-7 7G0 5 K Ac3=895t Ae,=776e A+F+P 距頂端不同距 60 离处的冷却曲线 4+FiB+p 400 A+F+B. F+P+B 390 AiM A+F+B+M 20o A+F+B+P+M 5 826440 10 2 6 8地 20 40 20 時问) 图240硅2钢的猝透性曲线和过冷奥氏体连线冷却转变曲戟
爪 、 卜户人 · 了 · 才 、斗 下 ， 卜 ， ， ” “ ‘ 一 ‘ 距 碑端 距 知 · “ 二 」 。 · 。甲书 奥 义日 。 历体化 乞 分 晶叙度 汉 、 、 ， 砚 一 厂 · ，。 ， ， 一洲 、 奋卜 、 眺 ‘ 一 火 月 乞 八己 ， ‘ ’亡 ， 、 一 一一又口 一 一 一 又 火卜 ‘ 、 、 入 ， 、 、 入勃 丫喇一 人 从 沪犷 一 冲 甲气声尺一灭 、 分 之 ‘ 飞 、 一 厉 …》 尸找少 、 义少扮二件动之一朴 ， 俄 、 ， 乙罕孚刃 一区 ，距 身端 手 同距 浮 ” ” 玲” 曲端 卜丁一习 八 、 ‘ ，尸 甲口不万习不二 卜 一 下 、 ‘ ，拭二 一 一门 斌 「、 洲 尸 叭 … ‘ … 、 一 洲， 、 万 交 、 、 叭 人 一 … 一 一丫 、 一 芍斌 一 一 肾 诀人 ’ 一 、 二 二 又 二叉、 一 二口叮‘ ‘ 从 ‘ 气 、 、 一 洲权一 一 、 门 一又 一 日 一 ’ ‘ 、 飞 、 、 、 叹 九十厂于日 丫、 、 丫人 ’ 沐孰 、 丫 又入 》 、 、 、 东 丫 钻 ‘ 口 孙 器 ， 兰 帕声 侧脱声 时 阿 ， 图 硅 钢 的摔透 性 曲找和 过 冷奥 氏 体 连续 冷 却转变 曲辑
e 20 0 10203040.50607060 距頂埔距离 (mm) 1000 40 Mna a413c 0387Si 90e L9TZM. 10L 4 奥氏体化 800 900t30分 5 品粒度 格9-0 70 0 Acs-815 5 A=715℃ 一距顶靖不同距高处 躺 500 的冷却曹机 A 500 400 A+B 30 A+B+M 20 A+M 82G54第4m辆) 100 05 680 20 40o8010 200 406080 時问() 图340儒2铜的淬透性曲钱和过冷类氏体连线冷却转变曲线
口饰 “ 午六珊 · ，‘ 仁 只 场 解丙 “ ” 一亡 一 火－ － 」一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一 卜二 · 于 二 卜 、 一 一一一一 了二 、 。 引 口饰 万己 助 万盈 义陈 一 典伽抚七体加化分 碍社度 厂 “ 一 － ， 气 抽 ，一 神 】 灰， · 七 、 戊二 ， 七 ‘矛 。 东 以二 、 成 ， 丫 、 醉 成 又 ， 寸 ‘ 、 入 、 、 、 冷…胜 、 ‘ 丫、 一二奋距艰 润 于河距离处 一 、 丫芍 的净却 聋理 城 、 一 入 」 少八 汗找 奋，户 ’ ’ 洲六 、 万 、 入 早刃 、 、 一 … 、 一 双 · 匕 囚 厂 ’ 峨奚卜 月 一 － － ，尸 【兮 ， ，勺丈竺 一 一 卜 、 、 、 尸 － － 门 、‘ 一 一 矛 日 丫目尹好代 一 冬月卜 兑 油 、 箱 决、 口 阵协油入金‘ 匀， ， 、 伽拼 份， 侧喊︵ 峙 可 扮 图 锰 钢 的 淬透 性 曲线和 过冷奥 氏体连 续冷 却转变 曲辑
20 距项端距高(mm) 1000 40 Mo 0427c 563 900 34%%&67MH6 奥氏体化 60 4、 8264 90此30分 8o0 5 品粒度 N 8 7e0 30 Acs=845 15 Ac=740'℃ >距真靖不月e离 6o0 处的冷却曲线 500 4o0 A+B 500 20 A+M AtB+M 10 o 5 2 6810 20 406080 20 4060m 時问（秒） 图440帽钢的淬透性曲慢和过冷奥氏体连线冷却转变曲线
目 目 ， 曰 门 ‘ ，，，一 目 好 ‘ 邵 自 加 脚 胭 聊 脚 脚 脚 和 沁 叼万己 ” ‘万‘ 。 ， 不日。 吞一‘另吩 舆此件化 、 、 、 、 和。七 。分 ， 、 晶粉及 伟 ‘ 。 扮 ， 凡介 、 组、 矢 ， 、 、 月亡。 七 场、 醉、 入己 二 。 ℃ 广 一 久 丈火 丈诀 火 孚 犷火 五 ， 二 价 ‘ 丫 户了分 二习四汽多》 距琪璐子阿拒离 阅 处 灼 冲却曲缩 门 人 、 丫 习 、 、 火 入 了 、 、 、 习 」 、 了 卜 、 万即戈 七 、 、 丫叹 、 寸 ’ 汗 节习 」 习匕生 引 全‘ 补 、 一 门 尸习‘ 丈一 一 又 丫丁 六 ” 协 芳从 ’ 、 认 气 、 ’ 眨贻 月‘ 味‘贻目盯 肠 丈斗火抖 协 协 那 入 醉如，加即 分﹄恻喊 峙 问 扮 只。 相 讹 的 淬通 性 曲 践和 过 冷奥 氏体 连 续 冷却转变 归邻
+山↓了上上的 20·30190 距頂墙距高a 1D00 44 40 Sl2 Mna 0387c24z51 900 204%Mn 0 26 子 奥氏体化 800 9402.10分 品粒度 6:9-10 100 到、 Acs=8452 46=7402 距项墙不同苑离 600 处的冷却曲我 50 A 400 A+B 30 A+B+M A+M 200 15 60 o 18 100 (bi 8 10 20 6080侧 0 40651000 時间刷 用540建2解2解曲许进性曲钱和过冷奥氏体茫埃冷却转变南线
’ 扩嚼林称… ’ ”“ 于 一一斗一一一干、 一一一 一 一一 ， 一 厂厂尸份可一一丫万，丁丫厂厂一一厂面丽瓦 。 ， 几叮二 一 一 一一十一一 玉二 ，一二二 二二 一丰二二茸不二二二二二 下娜 面苏丽疏抖 厂 一 之吟义伟 一一岛气，一一‘ 、 吧，一 一 工 一 一 ， 宁一 目 架宁斗凡乞体化分 晶粒度 － 、 、 、 丛 ， 、 ‘ 一 一 份 弋一 一 一 肠 ‘ 宁 一 、 、 、 一 肠 、 一 勃 ， 乞 臼 触二 乞 一入又夏厂争又寸又… 令茸冬一 、 气 二火 ‘ 气 介寸 、 咬飞 、 一气咬 一 ’ 一 、 盆 、 ’ 、 〔 叼限 介， 牡 圣 二 公三 工 ’ 布 六－长杯丫卜丁 一 即 仪 一 匕 丁一 一 ’ ，叹 、 长乓 一 二二二 二二 ‘ 一一 贾顶 端 于冈距离一 进竺华竺 一 一一六一 一 二盆一一 一一 一、 不 、 ’ 丫 戈… ， 一 长 立 阶 一 、 一 ‘ 或一 月一 ‘ 目脚门 叹 么 川 工 一钾一长 、 大 一 勺 渡 ‘拼一 入 一 一 叭 一 、 、 军 ’ 产葺 卜 州 产 一 一 一 目 口 二二 一 丫 长 ，口 州 一一 山 ’ ’ 万 一」 」 ’ 厂一 入 、 上卜一 一 门叮一 一六、入冲、六以二事又之丫 尸一 ， 广气日勺一六厂 又尸长片 习 “ 忡 一 仲 砚 、 ’ 、 －长一月「 一 六南林 、 匆丁戈 长 、 从 队 火 ， ’ 、 针 、 巧 吸 心叹双 州 ’ 址 。 ’ ，。 沐 、切 ’ 产少 漏二 叫吠夕︶ 峙何 侧 用‘ 钩硅 会 锻 娜曲俘稗性帅价和城冷典氏体堆续冷却转交一拜
1000 TT 700 .fo- L-10S13 500 400 40fn2 105i2Mn27 300 200 100 0 1 t111 111 .5 1 2 4681020100801002004008001000 时问（秒） 图6五种钢过冷奥氏体转变开始线 40Si:Mn:Mo 10Si:Mn.Mo-V 40 Si:Mnz 50 10Si:Mn:V 40 10Mn: 呈 40 Mo 30 40Si: 0 40 1 10 10 20 40 60 79 那面端师离 mm 图？合金元素对陆相帆解碎透性的影响 107
一 一 一 甘把到 凡 枷山从川叭仓伽司切心心山仓 · 们别含。 心卜， 忿 刀 秒 图 五 种俐 过 冷奥 氏体 转变 开 始 线 凌 。 ， 落 ‘ 入了 厅 国一叼 只 ‘ 节 川 不顶 端 距 离 ‘ … 击 一 一 习－ ‘ 一土一一一‘ 一一一‘ 一一‘ 一一二一石 勺 习工 人 阳 合金 元素 对僻怀相帆俐 碎进 性的形 响
变化。图9是不含硅或含有少量硅的钢，其中锰含量对钢的淬透性的影响，从图上可以看 出，随着钢中锰含量的增加，钢的淬透性也在增加，但当锰含量大于1.2%左右时，继续 提高锰含量使钢的淬透性变化更为明显。图10表明了硅锰对钢的淬透性的复合作用的影 响，在含锰1.5%左右的钢中加入不同量的硅，其顶端淬火曲线显示明显的变化，与不含 锰的硅钼钒钢（见图8）相比，其淬透性有很大的改善。但硅的加人量超过一定水平 (>1.2%左右)，进一步增加硅含量，其淬透性的增值愈来愈小，以致趋向于饱和。还 应注意的是，当钢中只有1.5%左右锰时，即使把硅加到2%，也不可能使顶端淬火曲线 从头至尾硬度值保持不变，即不可能使淬透性曲线成为一条水平线。当把钢中锰量增加到 2%左右，硅的变化对钢的淬透性才起到应有的作用，从图11足以证明，当钢中不含或少 含硅的钢中，其淬火硬度离淬火顶端大于20毫米以后就迅速地下降，到60毫米处其硬度已 下降到35Rc左右，但是只要在这一钢中加人1.3%左右的硅，即可使钢的顶端淬火曲线完 50 3.02%Si(11) 1.31%Si(10*) 40 C.43%Si(9+) 30h <0.1%Mn 20 10 20 50. 十一0 50 60 距顶端距离(m) 图8硅对硅相气钢淬透性的影响 -1,5%Mn(1) 1.17%Mn15 -0.09%M(9入 80 L1 1 0 20 30 40 50 60 距孤端离mm 图9锰对帆钢透性的影响 108
变化 。 图 是不含硅或含有少量硅的钢 ， 其中锰含量对钢的淬 透性的影响 ， 从图上 可 以看 出 ， ‘ 随 着钢中锰含量的增加 ， 钢的淬透性 也在增加 ， 但 当锰含量大于 左右 时 ， 继 续 提高锰 含量使钢的淬透性变化更为明显 。 图 表明了 硅锰对钢的淬透性的 复合 作 用 的 影 响 ， 在含锰 左右的钢中加入不 同 量 的硅 ， 其顶端淬火曲线显示明显的变化 ， 与不 含 锰的硅铂钒钢 见图 相比 ， 其淬透性有很大的改 善 。 但 硅的加人量超过 一 定 水 平 左右 ， 进一步增加硅含量 ， 其 淬透 性的增值愈来愈小 ， 以致趋 向于饱和 。 还 应注意的是 ， 当钢中只有 左右 锰 时 ， 即使把硅加到 ， 也不 可能使顶端淬火 曲线 从头至尾 硬度值保持不 变 ， 即不可能使淬透性曲线成为一条水平线 。 当把钢中锰量增加到 左右 ， 硅的变化对钢的淬透性 才起到 应有的作用 ， 从图 足 以证明 ， 当钢中不含或少 含硅的钢中 ， 其淬火硬度离淬火顶端大于 毫米以后就 迅速地下 降 ， 到 毫米处其硬度 已 下降到 左右 ， 但是只要在 这 一钢中加人 左右的硅 ， 即可使钢的顶端淬火曲线完 厂 礴 胃 距顶 端 距离 田 硅 对硅 相 饥俐 淬透 性 的 影 响 母 禹 距 邓 端 距 离 二 侧 钮 对盆相 帆俐 碎透 性 的 影 响