·428. 北京科技大学学报 2000年第5期 高温力学性能测试是在美国DSI公司的 2实验结果及分析 Gleeble--l500试验机上进行的.测试时试样室用 氩气保护，试样水平放置，试样的高温加热区长 图1为在不同温度下试样拉断时的面缩率 度约10mm.试样在试样室夹持好后，在氩气气 (RA)与锰硫比的关系，各个图中的直线是用最 氛(Ar流量1L/min左右)下以10℃/s的速率升 小二乘法回归得到的.由图1可知，在1000 温，到达1350℃后保持5min,然后以3℃s的速 800℃，RA值随锰硫比的增加而增加，且具有比 率降温（个别试样升温）到预定的测试温度，保 较好的线性关系.在800℃以下，RA随锰硫比的 温2min后在该温度下进行拉伸，拉伸应变速率 增加而降低. 取为10~s.试样拉断后立即对拉断部位进行大 如果用图1中的直线的斜率（相关系数）K 量喷水冷却，以保持测试温度下试样的组织形 代表锰硫比对RA的影响，可以得出这种影响 貌.试样冷却后测量拉断部位截面积，计算得出 随温度的变化，如图2所示.在图2中还包括 面缩率RA 了图1中没有描述的温度，从图2可以看出，在 100a)a (c) (d) 80 上 t=1000℃ 1=950℃ 20 t=1100℃ 0 t=900℃ 100 e 100 200300400 8o t=850℃ (E) t=800℃ (g) 1=750℃ Mn/s(质量比) 图例 60 ●1#试样+6#试样 2o叶 02#试样 07#试样 ◆3#试样 ◆8#试样 20年 84#试样 9#试样 0100200300 40001002003004000 100200300400 。5#试样 ·10#试样 Mn/S(质量比) Mn/S(质量比) Mn/S(质量比) 图1不同温度下RA与锰硫比的关系 Fig.1 Influence of Mn/S mass ration on RA at different tempratures 0.20 硫比的提高钢的塑性变差 0.15 ●● 根据Fe-Mn-S系三元相图，可以计算出不 0.10 同温度下试样达到热力学平衡时的硫化物及液 0.05 ● 相的量.关于Fe-Mn-S系三元相图的研究已 0.00 经比较成熟，在这里选用伊藤等人的数据.根 -0.05● -0.10 据伊藤的实验数据：液相、铁素体、奥氏体、富锰 -0.15 疏化物四相共存的温度为1371℃；液相、奥 -0.20 氏体、富锰疏化物、富铁硫化物四相共存温度为 600 800 1000 1200 1400 1004℃：在1004℃以下，液相消失，奥氏体、富 /℃ 锰硫化物、富铁硫化物三相共存：在1004℃~ 图2锰硫比对RA的影响随温度的变化 1371℃，奥氏体、富锰硫化物、液相三相共存：在 Fig.2 Influence of temperatures on factor K,a function of 1371℃以上，液相、铁素体、富锰疏化物三相共 the influence of Mn/S mass ratio on RA 存 1350-1400℃锰硫比与RA负相关，即RA随锰 根据伊藤等人的三元相图，本研究的10个 疏比的提高而减小.测试温度为1000-1350℃ 钢种，无论在哪个温度，达到热力学平衡时都不 时，K几乎等于0，说明在此温度区间RA与锰 会出现液相和富铁硫化物：而在断口附近可以 疏比几乎没有关系.在825~1000℃之间，K大于 发现液相在高温存在的痕迹，见图3.从这些照 O,说明RA随锰疏比的提高而增大.在 片可以发现试样断裂前确实有液相存在，这说 600-825℃时，K小于0，说明在此温度区间随锰 明对S,Mn来讲，在本测试制度下，处于加热区. 4 2 8 - 北 京 科 技 大 2 0 0 0 年 第 5期 高温 力学性 能测 试 是 在 美 国 D ls 公 司 的 G le e bl e- 15 0O试验机上进行 的 . 测 试时试样室 用 氢气保护 , 试样水平放置 , 试 样的高温加 热区 长 度 约 10 ~ . 试样在试样 室夹 持好后 , 在 氢 气 气 氛 ( iA 流量 I L /m in 左 右 ) 下 以 10 ℃ s/ 的速 率升 温 , 到达 1 3 50 ℃ 后 保持 s m in , 然后 以 3℃ s/ 的 速 率 降温 (个别试样升 温) 到预定 的测 试温度 , 保 温 Z m in 后 在该 温度下 进行拉伸 , 拉伸 应变速率 取 为 1-0 5/ . 试 样拉断后 立 即对拉 断部位 进行大 量喷 水冷却 , 以保持测 试温度 下试 样 的组 织形 貌 . 试样冷却 后 测 量拉断 部位截面积 , 计算得 出 面缩 率 RA . 学 学 报 实验结果及分析 10 0 k司石 俘 (b ) 图 1 为在不 同温 度下 试 样拉 断 时的面缩 率 ( RA ) 与锰硫 比 的关 系 . 各个 图 中的直线是用 最 小 二 乘 法回 归得 到 的 . 由 图 1 可知 , 在 1 0 0一 80 0 ℃ , R A 值随 锰硫 比 的增 加 而 增加 , 且具 有 比 较好的线性关系 . 在 8 0 0 ℃ 以下 , RA 随锰硫 比 的 增 加而 降低 . 如 果用 图 1 中的直 线的 斜率 (相 关系数 ) K 代表锰硫 比对 R A 的影 响 , 可 以得 出这 种影响 随 温度 的 变化 , 如 图 2 所 示 . 在 图 2 中还包括 了 图 1 中没有描 述的温度 . 从 图 2 可 以看 出 , 在 lc() . / 川画 二 t = 9 5 0 ℃ {{ 一 / / ` on 匕日卜 0 ù 46 罗ù丈名 t = 1 0 0 0℃ , _ , ,。。℃ …除 o t = 9 0 0℃ ` 0 0丽 t = 8 5 0℃ 墓 门 t = 7 50 ℃ 0 10 0 2 0 0 3 0 0 M 川 s( 质量 比 ) 1 0 0 2X() 3 0 0 4 0 0 M川 s( 质量 比 ) 图 例 今 l#试样 + 6#试样 0 2弃试样 0 #7 试样 . 3#试样 辛 #8 试样 . 4#试样 x g# 试样 0 5# 试 样 · 10#试样 八曰nCU0 0064 ,乙 4 0 0 0 2 0 0 3 0 0 40 0 0 10() 2 0 0 3 0 0 4 0 0 M 川 s( 质 量 比 ) M 川 s( 质 量 比 ) F i g . 1 . 气 . … . . . . . . 图 1 不同温度下 R A 与锰硫 比的关系 nI if u e n e e o f M 川 5 m a s r a t i o n o n R A a t di n沁er n t t e m P r a t u er s — 一 刃 硫 比 的提 高钢 的塑性变差 . 根据 eF 一 M n 一 S 系三 元相图 , 可 以计算 出不 … 6 0 0 8 0 0 1 0 00 t/ ℃ 1 2 0 0 1 4 0 0 图 2 锰硫 比对 R A 的影响随温度的变化 F ig · 2 I n if u e n e e o f t e m P e r a 恤esr o n fa e t o r K, a fu n e it o n o f t h e in fl u e n c e o f M川 5 m a s r a t in o n R A 1 3 5 0一 1 4 0 0 oC 锰硫 比 与 R A 负相 关 , 即 RA 随锰 硫 比 的提高而减 小 . 测 试温度 为 1 0 0 一 1 3 50 ℃ 时 , K 几乎等于 0 , 说 明 在此温度 区 间 RA 与锰 硫 比几乎没有 关系 . 在 8 25 一 1 0 0 0℃ 之间 , K 大于 0 , 说 明 R A 随 锰 硫 比 的 提 高 而 增 大 . 在 6 0 0一 8 2 5℃ 时 , K 小于 O , 说 明在 此温 度 区 间 随锰 同温度下 试样达到热力学平 衡 时 的硫化物及液 相 的量 . 关 于 eF 一 M h 一 S 系三元相 图的研究 已 经 比较 成熟 , 在这里选用 伊藤 等人 的数据 〔钊 . 根 据伊 藤的 实验数据 : 液相 、 铁素体 、 奥 氏体 、 富锰 硫化物 四 相 共 存 的温度 为 1 3 71 ℃ ; 液 相 、 奥 氏体 、 富锰硫 化物 、 富铁硫化物 四 相 共存温度 为 1 0 0 4 ℃ ; 在 1 0 0 4 ℃ 以下 , 液相 消失 , 奥 氏体 、 富 锰硫化物 、 富铁硫化物 三相共存 ; 在 1 0 04 ℃ - 1 37 1℃ , 奥 氏体 、 富锰硫化物 、 液相 三相共存 ; 在 1 37 1℃ 以上 , 液相 、 铁素体 、 富锰硫化物 三相共 存 . 根据伊藤 等人 的三 元相 图 , 本研究 的 10 个 钢 种 , 无论在 哪个温度 , 达到 热 力 学平衡 时都不 会 出 现液相 和 富铁硫 化物 ; 而 在断 口 附近可 以 发现 液相 在 高温存在 的痕迹 , 见 图 3 . 从这些照 片可 以发现试 样断裂 前确实有液 相存在 , 这说 明对 S , Mh 来讲 , 在本测试 制度下 , 处 于 加热 区 口nU口f0 `J ō U ō以f n ùō、 ù n ó 石, 11 ,卫.1八jnIU .二,乙l, . 自 …… “nUCn à“八”nUn ù 一 狱