D0I:10.13374/1.issnl00I103.2008.04.042 第30卷第4期 北京科技大学学报 Vol.30 No.4 2008年4月 Journal of University of Science and Technology Beijing Apr.2008 初始组织形态对中碳钢温变形组织演变的影响 谭洪锋)杨王玥)陈国安) 1)北京科技大学材料科学与工程学院，北京1000832)北京科技大学新金属材料国家重点实验室，北京100083 摘要中碳钢温变形过程的组织演变包含铁素体动态回复，再结晶和渗碳体的析出球化等过程.采用Gleeble1500热模拟 试验机研究了初始组织形态对含碳0.48%（质量分数）的中碳钢在温变形中上述复杂过程的影响，结果表明：初始组织为珠 光体十先共析铁素体的试样在温加工变形中渗碳体层片发生了扭折、溶断到逐渐球化的过程，在铁素体回复再结晶的同时伴 随着细小弥散的渗碳体颗粒从过饱和铁素体中析出，得到微米级铁素体晶粒和颗粒状渗碳体弥散分布的复相组织，但等轴状 铁素体晶粒与弥散的渗碳体颗粒沿变形方向呈带状不均匀分布·温加工变形促进初始组织为马氏体的中碳钢中渗碳体析出 和铁素体回复与再结晶·由于初始条件下碳的分布在微观尺度下相对均匀，变形后获得细小等轴铁素体与均匀分布颗粒状渗 碳体的组织 关键词中碳钢：初始组织：铁素体；珠光体；马氏体：温变形 分类号TG142.1+1 Effect of initial microstructure on the microstructure evolution of medium carbon steel during warm deformation TA N Hongfeng),YANG Wangyue),CHEN Guoan2) 1)School of Materials Science and Engineering.University of Science and Technology Beijing:Beijing 100083.China 2)State Key Laboratory for Advanced Metals and Materials.University of Science and Technology Beijing.Beijing 100083.China ABSTRACT The microstructure evolution of medium carbon steel during warm deformation includes dynamic recovery and recrystal- lization of ferrite,precipitation and spheroidization of cementite.The effect of initial microstructure on the microstructure evolution of a medium carbon steel(0.48%C in mass fraction)during warm deformation was investigated by hot uniaxial compression tests.The results indicate that the lamellar structure of pearlite in the initial microstructure of pearlite +ferrite is kinked,dissolved and spheroidized during warm deformation,with dynamic recovery and dynamic recrystallization of ferrite.the carbides precipitate from supersaturated ferrite,and then the duplex microstructure consisting of sub-micrometer ferrite grains and cementite particles is ob- tained.while the heterogeneous and zonal distribution of cementite particles and ferrite grains appear along the deformation direction. When the initial microstructure is martensite,the decomposition of martensite and the recovery and recrystallization of ferrite are en- hanced by warm deformation.Because of the uniform distribution of carbon in the matrix,the fine equiaxed ferrite grains and homo- geneously distributed cementite particles are formed. KEY WORDS medium carbon steel:initial structure:ferrite:pearlite:martensite:warm deformation 生产实践与科学研究表明，通过热处理工艺获 传统的球化退火热处理工艺往往需要长达几十 得细小铁素体晶粒和颗粒状渗碳体弥散分布的复相 小时的加热、保温和缓冷，才能使钢中的碳化物形态 组织，是使中碳钢获得较好的综合力学性能的有效 由片状改变为球状，而且球化效果往往不佳.调质 途径 处理（淬火十回火）可获得微米级铁素体晶粒和颗粒 状渗碳体弥散分布的复相组织，同样需要数个小时 收稿日期：2007-02-12修回日期：2007-04-05 基金项目：国家自然科学基金资助项目(N。-50471092):教育部博士 的回火时间 点基金资助项目(No.20050008017) 对珠光体而言，温变形一般是指在A4点以下 作者简介：潭洪锋(1982-)，男，硕士研究生：杨王玥(1946一)，女， 附近进行的中温加工变形，并不发生相变，温变形 教授，博士生导师，E-mail:wyyang@mater.ustb-dcm 的优点是，与冷加工相比，加工中的动态回复使变形初始组织形态对中碳钢温变形组织演变的影响 谭洪锋1） 杨王 1） 陈国安2） 1） 北京科技大学材料科学与工程学院‚北京100083 2） 北京科技大学新金属材料国家重点实验室‚北京100083 摘 要 中碳钢温变形过程的组织演变包含铁素体动态回复、再结晶和渗碳体的析出球化等过程．采用 Gleeble1500热模拟 试验机研究了初始组织形态对含碳0∙48％（质量分数）的中碳钢在温变形中上述复杂过程的影响．结果表明：初始组织为珠 光体＋先共析铁素体的试样在温加工变形中渗碳体层片发生了扭折、溶断到逐渐球化的过程‚在铁素体回复再结晶的同时伴 随着细小弥散的渗碳体颗粒从过饱和铁素体中析出‚得到微米级铁素体晶粒和颗粒状渗碳体弥散分布的复相组织‚但等轴状 铁素体晶粒与弥散的渗碳体颗粒沿变形方向呈带状不均匀分布．温加工变形促进初始组织为马氏体的中碳钢中渗碳体析出 和铁素体回复与再结晶．由于初始条件下碳的分布在微观尺度下相对均匀‚变形后获得细小等轴铁素体与均匀分布颗粒状渗 碳体的组织． 关键词 中碳钢；初始组织；铁素体；珠光体；马氏体；温变形 分类号 TG142∙1＋1 Effect of initial microstructure on the microstructure evolution of medium carbon steel during warm deformation T A N Hongfeng 1）‚Y A NG W angyue 1）‚CHEN Guoan 2） 1） School of Materials Science and Engineering‚University of Science and Technology Beijing‚Beijing100083‚China 2） State Key Laboratory for Advanced Metals and Materials‚University of Science and Technology Beijing‚Beijing100083‚China ABSTRACT T he microstructure evolution of medium carbon steel during warm deformation includes dynamic recovery and recrystal￾lization of ferrite‚precipitation and spheroidization of cementite．T he effect of initial microstructure on the microstructure evolution of a medium carbon steel （0∙48％ C in mass fraction） during warm deformation was investigated by hot uniaxial compression tests．T he results indicate that the lamellar structure of pearlite in the initial microstructure of pearlite ＋ ferrite is kinked‚dissolved and spheroidized during warm deformation‚with dynamic recovery and dynamic recrystallization of ferrite‚the carbides precipitate from supersaturated ferrite‚and then the duplex microstructure consisting of sub-micrometer ferrite grains and cementite particles is ob￾tained‚while the heterogeneous and zonal distribution of cementite particles and ferrite grains appear along the deformation direction． When the initial microstructure is martensite‚the decomposition of martensite and the recovery and recrystallization of ferrite are en￾hanced by warm deformation．Because of the uniform distribution of carbon in the matrix‚the fine equiaxed ferrite grains and homo￾geneously distributed cementite particles are formed． KEY WORDS medium carbon steel；initial structure；ferrite；pearlite；martensite；warm deformation 收稿日期：2007-02-12 修回日期：2007-04-05 基金项目：国家自然科学基金资助项目（No．50471092）；教育部博士 点基金资助项目（No．20050008017） 作者简介：谭洪锋（1982—）‚男‚硕士研究生；杨王 （1946—）‚女‚ 教授‚博士生导师‚E-mail：wyyang＠mater．ustb．edu．cn 生产实践与科学研究表明‚通过热处理工艺获 得细小铁素体晶粒和颗粒状渗碳体弥散分布的复相 组织‚是使中碳钢获得较好的综合力学性能的有效 途径． 传统的球化退火热处理工艺往往需要长达几十 小时的加热、保温和缓冷‚才能使钢中的碳化物形态 由片状改变为球状‚而且球化效果往往不佳．调质 处理（淬火＋回火）可获得微米级铁素体晶粒和颗粒 状渗碳体弥散分布的复相组织‚同样需要数个小时 的回火时间． 对珠光体而言‚温变形一般是指在 Acl点以下 附近进行的中温加工变形‚并不发生相变．温变形 的优点是‚与冷加工相比‚加工中的动态回复使变形 第30卷 第4期 2008年 4月 北 京 科 技 大 学 学 报 Journal of University of Science and Technology Beijing Vol．30No．4 Apr．2008 DOI:10．13374／j．issn1001－053x．2008．04．042