硅对低碳Si-Mn双相钢纤维组织的影响

D0I:10.13374/j.issm1001-053x.1991.06.026 第13卷第6期 北京科技大学学报 Vol.13 No.6 1991年11月 Journal of Uaiversity of Science and Technology Beijing Nov.1991 硅对低碳Si-Mn双相钢纤维组织的影响 钱菊·田琮· 摘要：研究了硅对低碳SiM双相钢纤维状马氏体形成、变化的影响，结果表明：在过 热度△T血（奥氏体化温度与Ac1的温度差值）相近的条件下，钢中硅含量提高有阻止马氏体 纤维粗化的作用。原始组织为高温神火态的钢，在（α+y)两相区二次谇火组织中，纤雏马氏 体开始消失的温度随钢中硅含量增多而升高，钢中硅含量每增加一倍，该温度相应升高约 40℃。 关键词：双相钢，纤维组织，硅 Influence of Si on the Formation and Variation of Fibrous Martensite of Low Carbon Si-Mn Dual-Phase Steel Qian Ju Tian Cong' ABSTRACT:The influence of silicon on the formation and variation of fibrous martensite of low carbon Si-Mn dual-phase steel was studied by quantitative metallography,SEM and TEM.The results show that when superheating degree is given,the thickening rate of the fibrous martensite slows down with the increase of silicon content.In the structure of intermediate quenching specimen, the starting disappearing temperature of the fibrous martensite increases with silicon content of steel. KEY WORDS:dual-phase steel,fibrous martensite,silicon 1991-01-25收稿 ·材料科学与工程系(Department of Materials Science and Engincering) 554

第 31 卷第 6 期 1仑宫 1年 11月 北 京 科 技 大 学 学 报 v o l . z 3 N o . 6 工o u r n a l o f U n i v e r s i t y o f S e i e n e e a n d T e o h n o l o g y B e i j i n g N o v . i , , i 硅对低碳iS 一 M n 双相钢纤维组织的影响 钱 菊 ’ 田 涂 ’ 摘 要 : 研究 了硅对低碳 is 一 M n 双相钢 纤维状马氏体形成 、 变化的影响 。 结果表明 : 在过 热度△ T 叮奥 氏体化温度与 A c ;的温度 差值 ) 相近的 条件下 , 钢 中硅含量提高有阻止马氏体 纤维粗化的 作用 。 原始组织为高温淬火态的 钢 , 在 a( 十 闪 两相 区二次淬火组织 中 , 纤维马 氏 体开 始消失的温度随钢 中硅含量增多而升高 , 钢中硅 含量每增 加一倍 , 该 温度相 应升 高 约 4 0℃ o 关键词 : 双相钢 , 纤 维组织 , 硅 I n f l u e n e e o f 5 1 o n t h e F o r m a t i o n a n d V a r i a t i o n o f F i b r o u s M a r t e n s i t e o f L o w C a r b o n 5 1 一 M n D u a l 一 P h a s e S t e e l Q` a n J “ , T i a n C o n 夕 , A B ST R AC T : T h e i n f l u e n e e o f s i li e o n o n t h e f o r m a t i o n a n d v a r i a t i o n o f f i b r o u s m a r t e n s i t e o f l o w e a r b o n 5 1 一 M n d u a l 一 p h a s e s t e e l w a s s t u d i e d b y q u a n t i t a t i v e m e t a ll o g r a p h y , S E M a n d T E M 。 T h e r e s u lt s s h o w t h a t w h e n s u p e r h e a t i n g d e g r e e 1 5 g i v e n , t h e t h i e k e n i n g r a t e o f t h e f i b r o u s m a r t e n s i t e s l o w s d o w n w i t h t h e i n e r e a s e o f s i li e o n e o n t e n t 。 I n t h e s t r u e t u r e o f i n t e r 爪 e d i a t e q u e n e h i n g s p e e i m e n , t h e s t a r t i n g d i s a p p e a r i n g t e m p e r a t u r e o f t h e f i b r o u s m a r t e n s i t e i n e r e a s e s w i t h s i l i e o n e o n t e n t o f s t e e l 。 K E Y W O R D S : d u a l 一 p h a s e s t e e l , f i b r o u s m a r t e n s i t e , s i l i e o n 1 9 9 1 一 0 1 一 2 5收稿 材 料科学与 工 程系 ( D e P a r t m e n t o f M a t e r i a l s S e i e o e e a n d E n g i n e e r i n g ) 5 5 4 DOI: 10. 13374 /j . issn1001 -053x. 1991. 06. 026

Koo J Y和Thomas G在0，lC-2Si钢中以双淬火方法得到纤维型双相组织。继而用于研 制高强度低碳双相钢丝，取得成功c1-3)。Thomas]及其合作者认为，纤维型双相组织能最有效 地传输载荷8，们。纤维状马氏体与铁素体的界面处，原子有良好的配置〔4)；而岛型（或块型） 双相组织在拉拔形变时易产生空洞5，)；文献〔7-9)研究表明，低碳硅锰双相钢，以纤维或岛 型双相组织均可成功制成高强度制绳用钢丝。 在双相钢研究中，关于硅对纤维型双相组织形成、变化的影响，尚未见报导。本文在保 持钢中碳、锰含量相近的情况下，研究硅对纤维型双相组织形成、变化的影响，以便能更好 地控制双相组织，获得最佳的力学性能。 1 试验用钢及试验方法 1,1试验用钢 试验用钢的化学成分和临界点如表1所示，钢由50kg真空感应炉冶炼。热轧成中8.4mm 的盘条，终轧温度850℃。采用膨胀法测定了试验用钢的临界点。 表1试验用钢的化学成分(wt%)和临界点（℃） Table 1 Analysis of experimental steels (wt%)and critical tempelature (C) 化学成分，wt% 临界点，℃ 钢代号 C Mn Aci Acs C 0.09 2,21 0.42 0.01 0.009 721 879 D 0.09 2.19 0.97 0.01 0.009 736 900 E 0.09 2.17 1.70 0.01 0.009 756 952 1.2试验方法 中8mm×10mm试样采用的双淬火工艺如下：一次淬火T:=1100℃，T:=30min:二次淬火 采用不同的温度(T)和时间(x)。二次淬火时的过热度用△T表示，即二次加热温度与Ac1 之差。 采用金相定量法测定了马氏体纤维的平均间距及体积百分数。定量结果的相对误差不超 过3%。定量用的显微组织经Le Perai试剂着色。利用扫描电镜及透射电镜，观察了组织的形 貌及精细结构。扫描用试样经4%硝酸酒精浸蚀。 2试验结果及讨论 试验用钢热轧态组织均为岛形马氏体加铁素体双相组织。一次谇火后，3种钢的组织均 为板条马氏体。钢经一次淬火后，在(+y)两相区给定温度加热不同时间后组织变化有以下 特点： (1)二次淬火加热保温时间对马氏体纤维平均间距的影响试验用3种钢在△T≈10℃ 时，保温时间对马氏体纤维（高温时为奥氏体，淬火后为马氏体）平均间距(L)的影响，结果如 555

K o J Y 和 T h o m a s G 在。 . I C 一 25 1钢 中以双淬火方 法 得到纤维型双相组织 。 继而 用于研 制高强 度低碳双 相钢丝 , 取得成功 〔 ` 一 “ ’ 。 T ho m as 及其合 作者 认为 , 纤 维型 双相组织 能最有效 地传输载荷 〔 3 , 减 ’ 。 纤维状马氏体与铁素体的 界面处 , 原子有良好的 配置 〔 ` ’ ; 而岛型 (或块型 ) 双相 组织 在拉拔形变时 易产生 空洞 ` 5 , 6 ’ ; 文 献 〔7 一 9 〕研究表明 , 低碳 硅锰双 相钢 , 以纤 维或岛 型 双相组织均 可成功制 成高强 度制绳用钢丝 。 在 双相钢研究中 , 关于 硅对 纤维型 双相组织 形成 、 变 化的影响 , 尚未见报导 。 本文在保 持 钢中碳 、 锰含量相 近的情况下 , 研 究硅对纤维型双相组织 形成 、 变 化的影响 , 以 便能 更好 地控制 双相组织 , 获得最佳的 力 学性能 。 1 试验用 钢及试验方法 1 . 1 试验用钢 试验用 钢的 化学成分和临 界点如表 1 所示 , 钢由S Ok g 真空感应炉冶 炼 。 热轧成小8 。 4 m m 的盘条 , 终轧温度 8 50 ℃ 。 采 用膨胀 法测定了试验用 钢的临 界点 。 表 1 试验用钢的 化学成分 ( w t % ) 和临 界点 ( ℃ ) T a b l e 1 A n a l y s i s o f e x p e r i m e n t a l s t e e l s ( w t % ) a n d e r i t i e a l t e m p e j a t u r e ( ℃ ) 化 学 成 分 , w t % 临 界 点 , ℃ 钢 代 号 5 1 5 月 e 一 通 e s 八石ù口On 月勺0 1/ 确口“山勺O ù八O丹O月 2 n.J 内门了` 0 C 7 D 0 。 0 9 0 。 0 9 0 。 0 9 2 一 2 1 2 。 1 9 2 一 17 0 。 4 2 0 。 9 7 。 0 1 。 0 1 1 。 7 0 0 。 0 1 0 。 0 0 9 0 。 0 0 9 0 。 0 0 9 1 。 2 试验方法 小s m m x 1 0 m m 试 样采用 的双淬火工 艺如下 : 一次淬火 T : 二 1 1 0 0 ℃ , 二 : = 3 o m in ; 二 次淬火 采 用不同的 温度 ( T 。 )和时 间 (与 ) 。 二次淬火时的过热度用 △T 。 表示 , 即二次加热温度与 A 。 : 之差 。 采用 金相 定量法测定 了马 氏体纤 维的平均 间距及体积百分数 。 定量结果的 相对误 差不超 过 3 % 。 定 量用的 显微组织经 L o P e ar 试剂着色 。 利用扫描 电镜及透射电镜 , 观察了 组 织的 形 貌及 精细结构 。 扫 描用试样经 4 % 硝酸酒精浸蚀 。 2 试验结果及讨论 试验用钢 热轧 态组织 均为岛形 马氏体加 铁素体双 相组织 。 一次淬火 后 , 3 种钢的 组 织均 为板条马氏体 。 钢经一次 淬火后 , 在 ( “ 十 力 两相 区给定温度加热不同 时间后组织变化有以下 特点 : ( 1) 二 次淬火加热保温 时间对马 氏体纤维平均间距的影响 试验用 3 种钢在△T 。 、 10 ℃ 时 , 保温时间对马 氏体纤维 (高温时为奥氏体 , 淬火后为马 氏体 ) 平均间距 ( L ) 的影响 , 结果如 5 5 5

图1所示。所得结果表明，3种钢马氏体纤维平均间距与保温时间(t)的关系都存在着由小变 大再变小（出现蜂值）后又变大的现象。这一现象可能与初始时奥氏体仅在一些有利的位置 (如M、C富集的地方)形核，随后发生奥氏体纤维的合并以及一些原来不利的位置后来也 有形核长大的奥氏体出现，从而导致出现峰值。进一步保温则可能又与纤维的合并有关。马 氏体纤维平均间距的这种变化特征在(0.09C、1.50Si、1.72Mn)钢及(0.06C、1.40Si,2.10Mn) 钢中初次观察到。值得注意的是，当保温时间在30mi以内时，在同样保温时间条件下，C、 D、E3种钢马氏体纤维平均间距值依次增大。当保温时间超过30min,随钢中硅含量的增多， 马氏体纤维平均间距的粗化率减少。保温时间为120m时，E钢(1.70%Si)马氏体纤维平均 间距最小（见图1）。 601 C Steel 7.00 670℃ 40 6.00 5.00 4.00 5.00 0 20 40 60 80 100 120 2.00 () TI /min 20 0 60 80 100120 0. D Steel 元0北 7.00 0 Stee- 60 6.D0 三5.00 4.00 40 3.00 2.00 0 20 60 40 10 40 80100120 100120 1 .min 6 立/min E Steel .0 3:0 复-70c 复5.0w 62 4.00 40 3.00 2,00L 40 6 100 1t1 20 (c Te.m:n 0 20 40 60 80 100120 (E) 红/m1n 图1 在过热度△T≈10℃附保温时间对马氏体纤维平均 图1 在过热度△TI≈10℃时保温时间对马氏体（纤维） 间距的影响 体照百分数的影响 Fig.1 Average spacing of martensitic Fig.2 Volume percent of martensitic fibrous vs.holding time(△Tn≈ fibrous vs..holding time(△Ti≈ 10℃) 10℃) 注：图中各试验点的位置信水平均为95.1%，以下各图同此 (2)二次淬火加热保温时间(t)对马氏体纤维体积百分数(vol%)的影响试验用钢在4T:≈ 10℃时，保温时间对马氏体纤维体积百分数的影响，结果如图2所示。可以看出，随保温时间 的延长，马氏体量呈线性增大。3种钢马氏体量的增大速率相近。在同样条件下，C、D、E3 种钢马氏体纤维体积百分数依次增大（如T:=10min)。 (3)二次淬火加热温度对组织形貌的影响（加热时间为10min) 试验钢的扫描电镜观 556

图 1 所示 。 所 得结果 表明 , 3 种钢马氏 体纤维平均 间距 与保温时 间 (与 ) 的 关系都 存在 着 由小变 大再变 小 ( 出现峰值 ) 后又变 大的现象 。 这一现 象可能与初始 时奥氏体仅 在一些有 利的 位置 ( 如 M n 、 C富集的 地方 ) 形核 , 随 后发生奥氏 体纤维的 合并以 及一些原来 不利 的位置后来 也 有形 核长大的 奥氏体出现 , 从而导致 出现 峰值 。 进一步保温 则可能又与纤维的合并有关 。 马 氏体纤维平均 间距的这种变化特 征在 ( 0 . o g C 、 i 。 5 0 5 1 、 i . 7 2 M n ) 钢及 ( 0 。 o 6 C 、 1 . 4 0 5 1 、 2 . 1 0M n ) 钢 中初次观察到 。 值得注意的 是 , 当保温时间在 30 m in 以 内时 , 在同样保温时 间条件下 , C 、 D 、 E 3 种钢马 氏体纤维平均间距值依次 增大 。 当保温时间超过 30 m in , 随钢中硅含量的 增 多 , 马氏体纤维平均 间距的粗化率减 少 。 保温 时 间为 1 20 m in 时 , E 钢 ( 1 。 70 肠iS ) 马 氏体纤 维平均 间距最小 ( 见图 1 ) 。 叫胡洛。 6040 ` 上叫习芝口su。白 7 。 DO 6 OD 导: . 0 0 召 。 0 0 乡 . 0 9 卫 . 00 。 : 。。 。 : } { 一 、 流 { 一了 户卜一忙日厂卜 C s t 日e l 汗夕产 l _ ,己 { 夯羚 洲 匕/ 习 { } } 几 向加 2 0 今Q 6 0 气 。 : 。 吕0 1 0 0 1之 0 了 . 日O 乙 ` DO 刃问习山芝的山。0u 子 . OU 2 . 口U { : 二 { \ 。 ℃ 0 5七已已 二 1 一护公一尸 井市一 r 一一 l1 . 1l l D S赶c 日 1 愿曰 压0七 尹洲产 七{产犷 口 护 尸 口 尹 { ! 尸 险 / 。 i n 万 m 盆 〔 穷t . 巴 1 吸几 . 踌/ 1 }尸 卜洲 r 产 尸`州 件 厂 ’ O 声七 欲冲TO叭 nUn 名峙é 2 俐叫刹工。曰口0ua l 日` r 月 l ~ 一〕 二 了了0 ℃ ! 万 一 ! 外不l {l 甘 l 分 ` 「l { — r 一 乳认民粼孔么 加即00 一刁c ù 、闷 今口 6 {于 吕〔了 1 0 0 勺二〔 图 1 在过热度△ T l 、 功℃ 时保 温时间对马氏体纤维平均 间距 的影响 F 19 。 1 A v e r a g e s p a e i n g o f m a r t e n s i t i e f i b r o u s v s . h o l d i n g t i m e ( △ T n岛 1 0℃ ) 注 : 图中各试验点 的位置信水平均 为9 5 。 理% , 以下各 图同此 ( : ) ’ 宛 rn/ i n 图 1 在过 热度 △ T l 、 10 ℃ 时保温时 间对马 氏体 (纤 维 ) 体彩百分数的影响 F i g . 2 v o l o m e P e r c e n t o f m a r t e n s i t i c f i b r o u s v s . h o l d i n g t i m e ( △ T 五侣 10℃ ) ( 2 ) 二次淬火加 热保温时 间 ( : ) 对 马 氏体纤 维体积百分数 (Vo ’ % ’ 的 影响妙卿燮子叮 1。 ℃时 , 保温时间对 马 氏体纤 维体积百分数的影响 , 结果如图 ” 所示 。 可 只意出 , 随梦瞥叮些 的 延长 , 马 氏体量呈线性增大 。 3 种钢马 氏 体量的 增 大速率相 近 。 在 同样条件 下 , 七 、 U 、 “ ` 种钢马 氏体纤 维体积百分数依 次 增大 ( 如 ` : 二 10 m i n) 。 ( 3) 二次淬火加 热温度对组织形 貌的 影响 ( 加 热时间为 I Om i n) 试 验钢的扫描电 镜 观 5与6

察结果如图3所示。结果表明，C钢(0.42%S)在820℃加热，淬火组织中出现块状马氏体区 域（系板条马氏体，体积百分数为28.0%）；840℃加热淬火后，块状马氏体体积百分数为 55,2%;870℃加热后，不再有纤维双相组织，几乎全部变为块状（典型板条形貌）马氏体 加少量铁素体。D钢(0.97%Si)在850℃加热后，块状马氏体体积百分数为16.1%；在860℃ 加热后，块状马氏体体积百分数为54.7%；880℃加热后，不再有纤维型双相组织，组织特 征与图3(d)类同。E钢(1.70%S)890℃加热后，块状马氏体体积百分数为12.9%；纤维型 双相组织消失的加热温度将更高。 ():Tm=790℃，纤维双相组织：(b):Tn=820℃，纤维双相组织+块状马氏体(28%)， (C):T亚=840℃，纤维双相组织+块状马氏体(55.2%)：(d):T1=870℃，块状马氏体（板条）+少昼佚素体 图3第二次谇火加热湿度对C钢(0.42%iS)组织形貌的影响(SEM),tⅡ=10min Fig.3 Microstructure shape of 2nd as-quenched steel C (rm=10min.) (4)二次淬火加热温度对马氏体体积百分数的影响。3种试验钢的测定结果如图4所示。 结果表明，随加热温度升高，纤维状马氏体及块状马氏体体积百分数增大。由图中块状 马氏体曲线内延可得，在Tm=10min条件下；C钢开始形成块状马氏体的温度约为800~810 ℃；D钢和E钢分别相应为840~850℃和880~890℃。由此可见，钢中硅含量每增多一倍， 块状马氏体开始形成（即纤维型双相组织开始消失）的温度约升高40℃。 (5)D钢经一次淬火后，在(a+y)两相区较低(Tm=750℃)和较高(Tm=850℃)温度加 热10min后的纤维组织如图5、6所示。从图5可以看出，纤维马氏体的形成导致邻近条状铁 素体内产生大量位错（呈位错胞状结构）；纤维马氏体本身为内李晶及位错的混合型结构。 图6表明，同样，纤维马氏体的形成导致邻近仍呈条状特征的铁素体内产生大量位错（呈位 错胞状结构)；纤维马氏体则为位错型板条马氏体。 557

察结果如图 3 所示 。 结 果表 明 , C 钢 ( 0 . 42 % iS ) 在 82 0 ℃ 加 热 , 淬火 组织 中出现块状马 氏体区 域 ( 系板 条马 氏体 , 体 积百分 数 为 2 8 . 0 % ) ; 8 40 ℃ 加 热 淬火 后 , 块状 马 氏体体积 百分 数 为 5 5 . 2 % ; 87 0 ℃ 加 热 后 , 不再有纤 维双 相组 织 , 几 乎全 部变 为 块状 ( 典型 板 条形貌 ) 马 氏 体 加 少量 铁素体 。 D 钢 (0 . 97 % iS ) 在 85 0 ℃ 加 热 后 , 块状 马 氏体体积 百分 数为 1 6 . 1 % ; 在 8 60 ℃ 加热后 , 块状马 氏体 体 积百分 数为 54 . 7 % ; 8 0 ℃ 加热 后 , 不再 有纤 维 型双相 组织 , 组 织 特 征与图 3 ( d) 类 同 。 E 钢 ( 1 . 70 % iS ) 8 9 0 ℃ 加 热 后 , 块状 马 氏体体积百分数为 1 2 . 9 % ; 纤维 型 双相 组织 消失 的加 热 温度 将更 高 。 (a ) : T n 二 79 叱 , 纤维双 相纽织 ; ( b ) : T l = 8 20 ℃ , 纤维双相组织 + 块状马 氏体 ( 28 % ) , c( ) : T n 二 84 0℃ , 纤维双相 组 织 十 块状马 氏 体(5 5 . 2% ) ; d( ) : T n = 名 70 ℃ , 块状马 氏体 (板条 ) + 少量铁素体 图 3 第二次淬火加热温度对 C 钢 (。 . 4 2 % 1 5) 组织形貌 的影 响 s( B M ) , r n = 10 m in F 19 . 5 M i e r o s t r u e t u r e s h a p e o f Z n d a s 一 q u e n c h e d s t e e 1 C ( : : = i o m i n . ) (4 ) 二 次淬火 加热 温度对马 氏体体积百分 数的影响 。 3 种 试验 钢的 测定结果 如图 4 所 示 。 结果 表 明 , 随加热 温 度升 高 , 纤维 状马 氏体及块 状马 氏体 体积百分数 增大 。 由图 中块状 马 氏体曲线 内延可得 , 在 丁 。 二 l o m in 条件下 ; C 钢开 始形成块状马 氏体的 温度约 为 80 0 一 81 0 ℃ ; D 钢和 E 钢分 别相 应 为 84 0 一 8 50 ℃ 和 8 0 ~ 89 0 ℃ 。 由此可见 , 钢 中硅 含量每增多一 倍 , 块 状马 氏体开始形成 ( 即纤 维 型双相 组 织开始消失 ) 的温度约 升高 4。 ℃ 。 (5 ) D 钢 经一 次 淬火 后 , 在 a( 十 仲 两相 区较低 ( T : = 7 5 0 ℃ )和 较高 ( T 。 二 8 5 0 ℃ ) 温 度 加 热 1 0 m in 后的 纤维 组织 如图5 、 6所示 。 从图 5 可 以看 出 , 纤维 马 氏体的形 成 导致邻近条 状 铁 素体内产生 大 量位错 ( 呈 位错胞 状结构 ) ; 纤 维马 氏体 本身为 内李 晶及 位错 的混 合型 结构 。 图 6 表 明 , 同样 , 纤 维马氏 体的形 成 导致邻近仍 呈 条状特征 的铁 素体 内产生 大量 位错 ( 呈 位 错胞 状结构 ) ; 纤 维马氏 体则为 位错 型 板条马氏 体 。 5 5 7

100 100 0 40 20 750760790820B5080 75078181ù84087090D 1m/ .'℃ 100 100 E.Steel 80 80 6n 40 20 20 E Stccl- 7708008而860890920950 :30760790B2780880910 T/c T/e (a) C蜗块状马氏体出现的证度约为800~810℃： (b)D钢块状马氏体出现的温度约为840~850℃： (c) E钢块状马氏体出现的温度约为880~890℃；《 d)C、D、E3钢的比较 图4第二次淬火加热温度对马氏体体积百分数的影响(rn=1vmin) Fig.4 Volume percent of martensite vs.2nd quonching temperature (rm=10min.) (a)纤维双相组织(F+M) (b)马氏体纤维中内李品、位错型马氏体 图5D钢(0,97%Si)二次淬火(TⅡ=750℃)后纤维组织(TBM) Fig.5 Dual-phase structure of steel D (Tn=750C,TEM) 1 558

飞口 0 DD 。 。 e t : 1 . { } 〕 厂 厂 一 一 于 i 一 _ 萝一 乙毛 : 才犷 夕 厂 { - 奄 口 一 l l 矛 , 龄TOA 州辞夕。 0 CIJ 台z , q 山` 荆叫川艺。明u。ó 。 琪 。 户 1 洲 … … 另 菩- . ! l . 胡如 斌 2D。 祠山` 一州洞甲明自。u 7 50 7 6已 8 2 0 8 5口 日日口 7 5 0 7 日f〕 B l 〔〕 8 介门 8 7 0 9 0D 几 / ℃ q 00 刁c 艺: 。 。又 0 D S七c 幻二 . . ` 占七日亡二一 { 叫少护。 On n曰 胡州卜。 。气 尹叫币丫一`ó。口 l — ` 〔 . s t e 。 1 工 议 杯 了7 手 一 i ` 护 } 分 】 、 ` 八 嘴 { 、 . { 了 艺劝习叫甲亡自门明。 7 7 0 扫0 0 扫5 0 毛 吕60 / ℃ 8 9 0 , 2 0 9丘口 口 7 6〔〕 7夕 0 8三几 g ’ 〔〕 6日沙 公10 肠 / ℃ 一硒、 、 , J、 , 一 尹 ` J bd 才 口恤、 ( a ) C 钢块状马氏 体出现的温度约 为 8 0 ~ 8 10 ℃ ; ( c) E 钢块状马氏 体出现的温度约为 8 。 ~ 89 。℃ ; ( D 钢块状马 氏体出现 的温度约为 84 。 、 8 50 ℃ ; C 、 D 、 E 3 钢 的比 较 。 图4 第二次淬火加热温度对马 氏体体 积百分数的影响 ( : 1 = lu m i n) F 19 . 4 v o l u m e P e r c e n t o f m a r t e n s i t e v s . Z n d q u o n c h i n g t e m P e r a t u r e ( : n 二 l o m i n . ( a ) 纤 维双相组织 ( F + M ) (b ) 马 氏体纤维 中内李晶 、 位错型 马 氏 体 图 S D 钢 (。 . 97 % is 〕二次 淬火 ( T 互 = 750 ℃ ) 后纤 维组 织 ( T E M ) F 19 . 5 D u a l 一 Ph a s e S t r U C t U r e o f s t e e l D ( T n = 7 5 0 ℃ 一 丫 E M ) 5 5 8

(a)纤维双相组织(F+M) (b)马氏体纤维中位错型马氏体 图6D钢二次淬火(Tn=850℃)后纤维组织(TBM) Fig.6 Dual-phasc structure of steel D (T'n=850C,TEM) 3结 论 (1)试验用低碳硅锰双相钢，在双淬火工艺条件下，当△Tn≈10℃，T>30min时，随钢 中硅含量的增多，马氏体纤维（平均间距）的粗化率减小。 (2)试验用钢在双淬火工艺条件下，在(a+y)两相区短时间(10mi)加热，钢中硅含量 高时，在较高温度(T)加热淬火仍可得到纤维状双相组织，硅含量低时，则容易得到块状 马氏体（纤维状消失）。 (3)C钢(0.42%Si)、D钢(0.97%Si)、E钢(1.70%Si)在Tm=10min时，开始形成块状 马氏体的温度（或纤维状马氏体开始消失的温度）分别为800~810℃，840~850℃，880~ 890℃。表明钢中硅含量每增加一倍，该温度约升高40℃。 (4)适当提高钢中硅含量（如1%左右)，并同时适当提高(a+y)两相区二次加热温 度（如840℃左右），这样就可得到纤维平均间距较小、又是位错型亚结构的纤维双相组织。 参考文献 1 Thomas G.PCT,W084/02345,1984,0621 2 Nakagawa A H,Thomas G.Met.Trans.,16A,May,1985,pp831~840 3 Thomas G,Ahn J H.Lawrence Berkeley Laboratory University of California,LBL-20141,.Aug,1985 4 Thomas G.The Physical Metallurgy and Alloy Design of Dual-phase Ste- els,Frontiers in Materials Technologies,edited by M.A.Meyers and O.T.Inal,Netherlands,1985,pp.89~123 5 Sidjanin L,Miyasato S,Thomas G.Wire Journal International,Dec., 1987,p41 6徐涛。北京科技大学硕士学位论文，1988 7治金部金属制品研究所，北京科技大学。热处理型双相钢制绳钢丝的研究，治金部 技术鉴定证书，(88)治科轧字第466号，1988.10,29 8徐苏.北京钢铁学院硕士学位论文，1987 9徐苏，田踪，宋沂生，李承基等。金属制品，1990,16（2)：1-5 559

( a ) F 19 . 纤维双相组 织 F ( 十 M ) b ) (马 氏体纤维 中位错型马 氏体 图 6 钢二次D 淬火 ( T n = 5 8 。℃ 后) 纤维 组织 E M( T) D u a l 一 P h a s e s t r u e t u r e o f s t e e l D n ( T 二 s s o .c , T E M ) 3 结 论 ( l) 试验 用低 碳 硅锰 双 相钢 , 在 双淬火 工 艺 条件下 , 当 A T 。 、 10 ℃ , 丁 。 > 3 o m in 时 , 随 钢 中硅含量 的增 多 , 马氏 体纤维 ( 平均 间距 ) 的粗 化率减小 。 ( 2) 试验 用钢在 双淬火 工艺 条件 下 , 在 a( + 川 两相 区短 时 间 ( l o m in ) 加 热 , 钢 中硅含量 高时 , 在较高温 度 ( T n ) 加 热淬 火仍 可得 到 纤维 状双相 组织 ; 硅含量低 时 , 则 容易得 到 块 状 马 氏体 ( 纤 维状消失 ) 。 ( 3 ) C 钢 ( 0 . 4 2 % 5 1 ) 、 D 钢 ( 0 . 9 7 % 5 1 ) 、 E 钢 ( 1 . 7 0 % 5 1 ) 在 丫 n = i o m i n 时 , 开 始形成 块 状 马氏 体的 温度 ( 或 纤维状 马氏体开始消失 的温度 ) 分 别 为 8 0 一 81 0 ℃ , 8 4 0 一 8 50 ℃ , 8 。一 89 。℃ 。 表 明钢 中硅含量每增加一倍 , 该温度约升高 40 ℃ 。 (4 ) 适当 提高钢 中硅含量 ( 如 1% 左 右 ) , 并 同时适 当提高 a( + 妇 两 相 区二次 加 热温 度 (如 84 0 ℃ 左 右 ) , 这样就 可得 到 纤维 平均 间距 较 小 、 又是位错 型亚 结构 的纤 维双相 组 织 。 参 考 文 献 T h o m a s G . P C T , W O 8 4 / 0 2 3 4 5 , 1 9 8 4 , 0 6 2 1 N a k a g a w a A H , T h o m a s G . M e t . T r a n s . , 1 6 A , M a y , 1 9 8 5 , p p 8 3 1~ 8 4 0 T h o m a s G , A h n J H . L a w r e n e e B e r k e l e y L a b o r a t o r y U n i v e r s i t y o f C a l i f o r n i a , L B L 一 2 0 1 4 1 , . A u g , 1 9 8 5 T h o m a s G . T h e P h y s i e a l M e t a l l u r g y a n d A l l o y D e s i g n o f D u a l 一 p h a s e S t e - e 1 5 , F r o n t i e r s i n M a t e r i a l s T e e h n o l o g i e s , e d i t e d b y M . A . M e y e r s a n d 0 . T . I n a l , N e t h e r l a n d s , 1 9 8 5 , p p . 8 9 一 1 2 3 S i d j a n i n L , M i y a s a t o S , T h o m a s G . W i r e J o u r n a l I n t e r n a t s o n a l , D e e . , 1 9 8 7 , P 4 1 徐涛 . 北京 科技 大 学硕 士学 位论文 , 1 9 8 8 冶 金部金属制品研究所 , 北京科 技 大学 . 热 处理 型双相钢 制绳钢 丝 的研 究 , 冶 金 部 技 术鉴定 证 书 , ( 8 8 ) 冶 科 轧字第4 6 6号 , 2 9 8 8 . 1 0 , 2 9 徐苏 . 北京钢 铁学院 硕士学 位论文 , 1 9 8 7 徐苏 , 田踪 , 宋沂 生 , 李承基等 . 金 属制品 , 1 9 9 0 , 16 ( 2 ) : 1 一 5 自口190 5 5 9