正在加载图片...
998 北京科技大学学报 第30卷 1 真空冶炼成40kg的铸锭，然后将铸锭加热到 实验材料及方法 1200℃保温90min,并在1100~1000℃内锻造，随 1.1实验材料 后空冷至室温.从锻造后的坯料上切下10mm× 三种实验钢的化学成分如表1.首先将三种钢 10mm×10mm的热处理试样 表1实验钢的化学成分（质量分数） Table 1 Composition of experimental steels % 钢样 C 分 Mn P AI N Fe 1* 0.26 0.38 1.48 0.0062 0.006 0.093 0.012 ≤0.005 0.012 其余 2年 0.33 0.40 1.50 0.0078 0.008 0.099 0.016 ≤0.005 0.014 其余 3 0.42 0.41 1.46 0.0072 0.007 0.098 0.0093 ≤0.005 0.014 其余 1.2实验方法 夹杂物的成分 将三种不同C含量的试样加热到1200℃保温 l0min,使V的析出物充分回溶；随后将试样取出分 2实验结果 别放入600,550,500和450℃的盐浴溶液中保温 2.1原始锻态组织 20min,然后空冷至室温，采用维氏硬度计测量钢的 图1为本实验用钢的锻态组织，由图1可知， 硬度，载荷为4.9N,饱载时间为10s,采用Nano In 三种钢的锻态组织均由晶界铁素体、珠光体和晶内 denterⅡ型纳米显微力学探针测量500℃等温处理 铁素体组成，从图中可以观察到，随着C含量的增 后三种钢中晶界铁素体(GBF)及晶内铁素体的纳米 大，晶内铁素体的析出量降低，铁素体的晶粒尺寸也 硬度， 明显降低，对图1中的形貌照片进行测量，得到三 采用线切割将以上试样从中间切开，制成金相 种钢原始组织中的铁素体含量，如表2所示，由表2 试样后用3%硝酸酒精腐蚀以作金相观察。采用 可以清楚的看到，随着C含量的增大，钢原始锻态 Cambridge S360扫描电镜观察夹杂物及其诱导晶内 组织中铁素体的体积分数大幅降低 铁素体的析出，并用能谱分析仪(EDAX)分析该类 00 um 图1实验钢的锻态组织.(a)1*钢样；(b)2*钢样；(c)3钢样 Fig.1 Optical micrographs of preforged experimental steels:(a)Steel 1:(b)Steel 2:(c)Steel 3 表2实验钢原始锻态组织中铁素体的体积分数 程中，晶界铁素体占据了原奥氏体的晶界，奥氏体内 Table 2 Amount of ferrite in pre-forged experimental steels 部析出了少量的块状晶内铁素体，而大部分的奥氏 钢样 铁素体的体积分数/% 体分解形成了珠光体.等温温度降到550℃时，1# 19 48.6 和2钢样中晶内铁素体的析出量较600℃下明显 2# 28.4 3* 13.0 增多，而3钢样中的晶内铁素体的析出数量仍然很 少 2.2等温处理后钢的室温组织 当等温温度进一步降低到500℃时，三种钢特 图2为1200℃保温10min后，三种钢分别快冷 别是3钢样中晶内铁素体的析出都大幅增多，珠光 至600,550,500和450℃等温20min后空冷至室温 体的形成量则大幅减少，而当等温温度降低至 的组织形貌 450℃时，三种钢中铁素体板条的宽度都比500℃有 由图2可以看到，奥氏体在600℃等温分解过 所降低，但此时钢中出现了一定量的贝氏体，1 实验材料及方法 1∙1 实验材料 三种实验钢的化学成分如表1．首先将三种钢 真空冶 炼 成 40kg 的 铸 锭然 后 将 铸 锭 加 热 到 1200℃保温90min并在1100～1000℃内锻造随 后空冷至室温．从锻造后的坯料上切下10mm× 10mm×10mm的热处理试样． 表1 实验钢的化学成分（质量分数） Table1 Composition of experimental steels ％ 钢样 C Si Mn P S V Ti Al N Fe 1＃ 0∙26 0∙38 1∙48 0∙0062 0∙006 0∙093 0∙012 ≤0∙005 0∙012 其余 2＃ 0∙33 0∙40 1∙50 0∙0078 0∙008 0∙099 0∙016 ≤0∙005 0∙014 其余 3＃ 0∙42 0∙41 1∙46 0∙0072 0∙007 0∙098 0∙0093 ≤0∙005 0∙014 其余 1∙2 实验方法 将三种不同 C 含量的试样加热到1200℃保温 10min使 V 的析出物充分回溶；随后将试样取出分 别放入600550500和450℃的盐浴溶液中保温 20min然后空冷至室温．采用维氏硬度计测量钢的 硬度载荷为4∙9N饱载时间为10s．采用 Nano Indenter Ⅱ型纳米显微力学探针测量500℃等温处理 后三种钢中晶界铁素体（GBF）及晶内铁素体的纳米 硬度． 采用线切割将以上试样从中间切开制成金相 试样后用3％硝酸酒精腐蚀以作金相观察．采用 Cambridge S360扫描电镜观察夹杂物及其诱导晶内 铁素体的析出并用能谱分析仪（EDAX）分析该类 夹杂物的成分． 2 实验结果 2∙1 原始锻态组织 图1为本实验用钢的锻态组织．由图1可知 三种钢的锻态组织均由晶界铁素体、珠光体和晶内 铁素体组成．从图中可以观察到随着 C 含量的增 大晶内铁素体的析出量降低铁素体的晶粒尺寸也 明显降低．对图1中的形貌照片进行测量得到三 种钢原始组织中的铁素体含量如表2所示．由表2 可以清楚的看到随着 C 含量的增大钢原始锻态 组织中铁素体的体积分数大幅降低． 图1 实验钢的锻态组织．（a）1＃钢样；（b）2＃钢样；（c）3＃钢样 Fig．1 Optical micrographs of pre-forged experimental steels：（a） Steel1；（b） Steel2；（c） Steel3 表2 实验钢原始锻态组织中铁素体的体积分数 Table2 Amount of ferrite in pre-forged experimental steels 钢样 铁素体的体积分数／％ 1＃ 48∙6 2＃ 28∙4 3＃ 13∙0 2∙2 等温处理后钢的室温组织 图2为1200℃保温10min 后三种钢分别快冷 至600550500和450℃等温20min 后空冷至室温 的组织形貌． 由图2可以看到奥氏体在600℃等温分解过 程中晶界铁素体占据了原奥氏体的晶界奥氏体内 部析出了少量的块状晶内铁素体而大部分的奥氏 体分解形成了珠光体．等温温度降到550℃时1＃ 和2＃钢样中晶内铁素体的析出量较600℃下明显 增多而3＃钢样中的晶内铁素体的析出数量仍然很 少． 当等温温度进一步降低到500℃时三种钢特 别是3＃钢样中晶内铁素体的析出都大幅增多珠光 体的形成量则大幅减少．而当等温温度降低至 450℃时三种钢中铁素体板条的宽度都比500℃有 所降低但此时钢中出现了一定量的贝氏体． ·998· 北 京 科 技 大 学 学 报 第30卷