第36卷第3期 北京科技大学学报 Vol.36 No.3 2014年3月 Journal of University of Science and Technology Beijing Mar.2014 机车车轮用钢奥氏体晶粒的长大行为 孙乐飞12》，王福明)四，陶素芬1)，勾雪) 1)北京科技大学钢铁治金新技术国家重点实验室，北京1000832)新余钢铁集团有限公司，新余338001 3)北京科技大学治金与生态工程学院，北京100083 ☒通信作者，E-mail:wangfuming(@metall.usth.cdu.cn 摘要采用金相显微镜和截距法，对不同加热温度和保温时间下机车车轮用钢的奥氏体晶粒长大行为进行研究，分析加热 温度和保温时间对奥氏体晶粒尺寸的影响，应用简单动力学模型对奥氏体晶粒的长大过程进行分析，同时研究钢中第二相粒 子变化对奥氏体晶粒长大的影响.随着加热温度的升高和保温时间的延长，奥氏体晶粒尺寸明显增加，加热温度对晶粒的长 大影响更明显.奥氏体晶粒长大的动力学时间指数随着温度升高而增加且其值均接近理论值0.5：奥氏体晶粒长大和钢中第 二相粒子AN体积分数和尺寸的变化呈明显的相关性. 关键词合金钢：加热：奥氏体：晶粒长大：动力学：氮化铝 分类号TG156.1 Austenite grain growth behavior of locomotive wheel steel SUN Le-fei),WANG Fu-ming,TAO Su-fen!,GOU Xue) 1)State Key Laboratory of Advanced Metallurgy,University of Science and Technology Beijing,Beijing 100083,China 2)Xinyu Iron and Steel Group Co.Lid,Xinyu 338001,China 3)School of Metallurgical and Ecological Engineering,University of Science and Technology Beijing,Beijing 100083,China Corresponding author,E-mail:wangfuming@metall.ustb.edu.cn ABSTRACT Metallographic microscopy and intercept method were adopted to investigate the austenitic grain growth behavior of loco- motive wheel steel at different heating temperatures and holding time.On the basis of analyzing the effects of heating temperature and holding time on the austenite grain size,a simple kinetic model was used to analyze the austenite grain growth process,and the influ- ence of the evolution of second phase particles on the austenite grain growth was also discussed.It is found that the austenite grain size increases with the rise of heating temperature and the prolonging of holding time,but the influence of heating temperature is more obvi- ous.The kinetic time exponent of austenitic grain growth increases with temperature rise and the value is close to the theoretical value of 112.Austenite grain growth and the volume fraction and size variation of second phase particles AIN in the steel have a significant correlation. KEY WORDS alloy steel;heating:austenite:grain growth;kinetics:aluminum nitride 奥氏体晶粒尺寸是衡量钢加热的重要指标，对 了加热时合金化的程度，从而对过冷奥氏体转变产 钢冷却转变及转变产物的组织和性能都有极大影 生作用.因此，了解奥氏体的长大行为以及合金元 响：通常，奥氏体晶粒细小，相应的相变后的组织和 素的析出溶解，对制定合理的热处理工艺有重要意 性能就好.奥氏体晶粒尺寸也决定相变时形核点及 义.为了细化奥氏体晶粒，钢中通常加入Nb、V、Ti、 形核数量从而决定相变速率和转变形式，对材料的 A!等合金元素，这些元素能够在钢中形成碳、氮或 热处理工艺产生很大影响：同时，温度的高低也决定 碳氮化物在钢中作为第二相析出-).由于这些第 收稿日期：201308-30 基金项目：国家自然科学基金资助项目(51374018,51174020)：中央高校基本科研业务费专项资金资助项目(FRF-SD-12010A) DOI:10.13374/j.issn1001-053x.2014.03.004:http://journals.ustb.edu.cn第 36 卷 第 3 期 2014 年 3 月 北京科技大学学报 Journal of University of Science and Technology Beijing Vol． 36 No． 3 Mar． 2014 机车车轮用钢奥氏体晶粒的长大行为 孙乐飞1，2) ，王福明1，3) ，陶素芬1，3) ，勾 雪1，3) 1) 北京科技大学钢铁冶金新技术国家重点实验室，北京 100083 2) 新余钢铁集团有限公司，新余 338001 3) 北京科技大学冶金与生态工程学院，北京 100083  通信作者，E-mail: wangfuming@ metall． ustb． edu． cn 摘 要 采用金相显微镜和截距法，对不同加热温度和保温时间下机车车轮用钢的奥氏体晶粒长大行为进行研究，分析加热 温度和保温时间对奥氏体晶粒尺寸的影响，应用简单动力学模型对奥氏体晶粒的长大过程进行分析，同时研究钢中第二相粒 子变化对奥氏体晶粒长大的影响． 随着加热温度的升高和保温时间的延长，奥氏体晶粒尺寸明显增加，加热温度对晶粒的长 大影响更明显． 奥氏体晶粒长大的动力学时间指数随着温度升高而增加且其值均接近理论值 0. 5; 奥氏体晶粒长大和钢中第 二相粒子 AlN 体积分数和尺寸的变化呈明显的相关性． 关键词 合金钢; 加热; 奥氏体; 晶粒长大; 动力学; 氮化铝 分类号 TG 156. 1 Austenite grain growth behavior of locomotive wheel steel SUN Le-fei1，2) ，WANG Fu-ming1，3)  ，TAO Su-fen1，3) ，GOU Xue1，3) 1) State Key Laboratory of Advanced Metallurgy，University of Science and Technology Beijing，Beijing 100083，China 2) Xinyu Iron and Steel Group Co． Ltd，Xinyu 338001，China 3) School of Metallurgical and Ecological Engineering，University of Science and Technology Beijing，Beijing 100083，China  Corresponding author，E-mail: wangfuming@ metall． ustb． edu． cn ABSTＲACT Metallographic microscopy and intercept method were adopted to investigate the austenitic grain growth behavior of loco￾motive wheel steel at different heating temperatures and holding time． On the basis of analyzing the effects of heating temperature and holding time on the austenite grain size，a simple kinetic model was used to analyze the austenite grain growth process，and the influ￾ence of the evolution of second phase particles on the austenite grain growth was also discussed． It is found that the austenite grain size increases with the rise of heating temperature and the prolonging of holding time，but the influence of heating temperature is more obvi￾ous． The kinetic time exponent of austenitic grain growth increases with temperature rise and the value is close to the theoretical value of 1 /2． Austenite grain growth and the volume fraction and size variation of second phase particles AlN in the steel have a significant correlation． KEY WOＲDS alloy steel; heating; austenite; grain growth; kinetics; aluminum nitride 收稿日期: 2013--08--30 基金项目: 国家自然科学基金资助项目( 51374018，51174020) ; 中央高校基本科研业务费专项资金资助项目( FＲF--SD--12--010A) DOI: 10． 13374 /j． issn1001--053x． 2014． 03． 004; http: / /journals． ustb． edu． cn 奥氏体晶粒尺寸是衡量钢加热的重要指标，对 钢冷却转变及转变产物的组织和性能都有极大影 响; 通常，奥氏体晶粒细小，相应的相变后的组织和 性能就好． 奥氏体晶粒尺寸也决定相变时形核点及 形核数量从而决定相变速率和转变形式，对材料的 热处理工艺产生很大影响; 同时，温度的高低也决定 了加热时合金化的程度，从而对过冷奥氏体转变产 生作用． 因此，了解奥氏体的长大行为以及合金元 素的析出溶解，对制定合理的热处理工艺有重要意 义． 为了细化奥氏体晶粒，钢中通常加入 Nb、V、Ti、 Al 等合金元素，这些元素能够在钢中形成碳、氮或 碳氮化物在钢中作为第二相析出［1--4］． 由于这些第