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D0I:10.13374/1.issnl00103.2008.06.017 第30卷第6期 北京科技大学学报 Vol.30 No.6 2008年6月 Journal of University of Science and Technology Beijing Jun.2008 共析钢温变形过程的组织球化与超细化 刘涛)杨王)陈国安) 张湘义) 1)北京科技大学材料科学与工程学院，北京1000832)燕山大学材料科学与工程学院，秦皇岛066004 摘要利用热模拟压缩变形、SEM和热磁法实验，研究了共析钢在600~700℃变形过程的组织演变规律，探讨了变形及随 后保温过程对珠光体球化、组织超细化和渗碳体溶解、再析出的影响：实验表明：共析钢温变形过程中发生珠光体片层溶断， 渗碳体逐渐球化，以及伴随铁素体动态回复再结晶的同时细小弥散渗碳体颗粒在基体析出的过程·提高温度有利于上述复合 过程的进行，形变组织经过保温后，亚微米级别的等轴铁素体晶粒和渗碳体颗粒弥散分布的复相组织的均匀性程度有所提 高·温变形过程中渗碳体溶解和在铁素体内再析出的事实得到证实 关键词共析钢：温变形：珠光体球化：渗碳体分解；铁素体 分类号TG142.1 Spheroidizing and ultra-refining of structure in eutectoid steel during warm defor- mation LIU Tao.YANG Wangyue,CHEN Guoan).ZHA NG Xiangyi) 1)School of Materials Science and Engineering.University of Science and Technology Beijing.Beijing 100083.China 2)School of Materials Science and Engineering.Yanshan University.Qinhuangdao 066004.China ABSTRACI Microstructure evolution in eutectoid steel during warm deformation in the temperature range from 600 to 700C was investigated by simulating hot compression test,SEM and thermomagnetic measurement.The effects of deformation and subsequent annealing on the spheroidizing of pearlite,refining of microstructure and dissolution of cementite were studied.The experimental re- sults indicated that during warm deformation of eutectoid steel.pearlite lamellas fractured.cementite gradually spheroidized,and dy- namic recovery and reerystallization of ferrite took place with fine dispersive cementite particles being precipitated.An increase in de- formation temperature enhanced the above processes.Following annealing,the microstructure consisting of submicron-scale equiaxed ferritic grains and dispersive cementite particles became more homogeneous.Partial dissolution and re-precipitation of cementite during warm deformation were confirmed. KEY WORDS eutectoid steel:warm deformation:pearlite spheroidization:cementite decomposing:ferrite 共析钢可以理解为一种铁素体和渗碳体的复合 光体片层间距，在随后的退火过程中形成球化渗碳 材料.对于以珠光体为主要微观组织的高碳钢，片 体，抑制铁素体长大，这一工艺优点是得到的组织 层结构不适合后续的冷加工或者应用于对性能要求 具有高的强度和良好的塑性，缺点是冷轧的形变抗 比较高的构件，在使用前要求进行珠光体球化处理， 力比较大，对设备轧制能力要求较高·本文通过适 传统的高碳钢球化的方法是长时间的球化退火山， 当提高形变温度，研究了共析钢温变形过程中铁素 工艺控制比较困难，浪费大量能源；而且球化效果不 体等轴化及渗碳体球化超细化的演变过程，以期得 理想，晶粒尺寸较大，达不到组织细化的要求，近年 到在细小铁素体晶粒母相中均匀分布细小的渗碳体 来发展了冷轧后退火工艺，是通过冷轧细化珠 颗粒组织，在强韧化的同时有效地提高材料的加工 硬化能力 收稿日期：2007-04-20修回日期：2007-05-17 基金项目：国家自然科学基金资助项目(Na.50471092) 1实验方法 作者简介：刘涛(1981一)男：硕士研究生：杨王玥(1946一)，女， 教授，博士生导师，E-mail:wyyang@mater~.ustb.edu~cn 实验材料为商用T8钢，主要成分为Fe0.84C一 0.13Mn0.20Si-0.004s-0.005P0.08Ni-0.10cr共析钢温变形过程的组织球化与超细化 刘 涛1） 杨王 1） 陈国安1） 张湘义2） 1） 北京科技大学材料科学与工程学院北京100083 2） 燕山大学材料科学与工程学院秦皇岛066004 摘 要 利用热模拟压缩变形、SEM 和热磁法实验研究了共析钢在600～700℃变形过程的组织演变规律探讨了变形及随 后保温过程对珠光体球化、组织超细化和渗碳体溶解、再析出的影响．实验表明：共析钢温变形过程中发生珠光体片层溶断 渗碳体逐渐球化以及伴随铁素体动态回复再结晶的同时细小弥散渗碳体颗粒在基体析出的过程．提高温度有利于上述复合 过程的进行．形变组织经过保温后亚微米级别的等轴铁素体晶粒和渗碳体颗粒弥散分布的复相组织的均匀性程度有所提 高．温变形过程中渗碳体溶解和在铁素体内再析出的事实得到证实． 关键词 共析钢；温变形；珠光体球化；渗碳体分解；铁素体 分类号 TG142∙1 Spheroidizing and ultra-refining of structure in eutectoid steel during warm deformation LIU T ao 1）Y A NG W angyue 1）CHEN Guoan 1）ZHA NG Xiangyi 2） 1） School of Materials Science and EngineeringUniversity of Science and Technology BeijingBeijing100083China 2） School of Materials Science and EngineeringYanshan UniversityQinhuangdao066004China ABSTRACT Microstructure evolution in eutectoid steel during warm deformation in the temperature range from 600to 700℃ was investigated by simulating hot compression testSEM and thermomagnetic measurement．T he effects of deformation and subsequent annealing on the spheroidizing of pearliterefining of microstructure and dissolution of cementite were studied．T he experimental results indicated that during warm deformation of eutectoid steelpearlite lamellas fracturedcementite gradually spheroidizedand dynamic recovery and recrystallization of ferrite took place with fine dispersive cementite particles being precipitated．An increase in deformation temperature enhanced the above processes．Following annealingthe microstructure consisting of submicron－scale equiaxed ferritic grains and dispersive cementite particles became more homogeneous．Partial dissolution and re-precipitation of cementite during warm deformation were confirmed． KEY WORDS eutectoid steel；warm deformation；pearlite spheroidization；cementite decomposing；ferrite 收稿日期：2007-04-20 修回日期：2007-05-17 基金项目：国家自然科学基金资助项目（No．50471092） 作者简介：刘 涛（1981－）男硕士研究生；杨王 （1946－）女 教授博士生导师E-mail：wyyang＠mater．ustb．edu．cn 共析钢可以理解为一种铁素体和渗碳体的复合 材料．对于以珠光体为主要微观组织的高碳钢片 层结构不适合后续的冷加工或者应用于对性能要求 比较高的构件在使用前要求进行珠光体球化处理． 传统的高碳钢球化的方法是长时间的球化退火［1］ 工艺控制比较困难浪费大量能源；而且球化效果不 理想晶粒尺寸较大达不到组织细化的要求．近年 来发展了冷轧后退火工艺［2－4］是通过冷轧细化珠 光体片层间距在随后的退火过程中形成球化渗碳 体抑制铁素体长大．这一工艺优点是得到的组织 具有高的强度和良好的塑性缺点是冷轧的形变抗 力比较大对设备轧制能力要求较高．本文通过适 当提高形变温度研究了共析钢温变形过程中铁素 体等轴化及渗碳体球化超细化的演变过程以期得 到在细小铁素体晶粒母相中均匀分布细小的渗碳体 颗粒组织在强韧化的同时有效地提高材料的加工 硬化能力． 1 实验方法 实验材料为商用 T8钢主要成分为 Fe－0∙84C－ 0∙13Mn－0∙20Si－0∙004S－0∙005P－0∙08Ni－0∙10Cr 第30卷 第6期 2008年 6月 北 京 科 技 大 学 学 报 Journal of University of Science and Technology Beijing Vol．30No．6 Jun．2008 DOI:10．13374／j．issn1001－053x．2008．06．017