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的小孔,将热电偶焊在每一个小孔中,再将热电偶与$C-20型光点示波器联结,当试样奥 氏体化后,在喷水冷却过程中,能连续不断地自动记录出试样各标点的温度和时间的变化 曲线。再结合各测量点上硬度和金相组织,即可绘制出连续冷却转变动力学曲线和淬透性 曲线。根据这些曲线来估价合金元素对钢的淬透性的影响和连续冷却转变动力学的作用规 律。 二、试验结果及讨论 1)合金元素对奥氏体连续冷却转变动力学的作用规律 按上述试验方法绘制出五种钢的奥氏体连续冷却转变曲线(见图1,2,3,4,5)。为了比 较合金元素对钢的过冷奥氏体转变的影响,将各钢的过冷奥氏体转变开始线绘制在一张图 上,如图6所示。从图中可以看出,由于钢中的合金元素不同,致使奥氏体连续冷却转变 的起始温度和时间发生了很大的变化。在40碳钢中随着硅、锰、钼和硅锰元素的加人,奥 氏体连续冷却开始转变曲线逐次向右下方移动。也就是说奥氏体开始转变温度逐渐降低, 孕育期逐渐拉长,其中以硅锰的复合作用对延缓突氏体的转变最为显著,而钢中仅含单一 的硅,儿乎对奥氏体连续冷却转变没有影响,只是把40碳钢中奥氏体开始转变温度稍有提 高,转变曲线稍向右移,但很不明显,在顶端淬火所能得到的冷却速度范围内,40碳钢只 有铁素体一珠光体组织。而硅钢在距水冷端4毫米以上部位,主要是块状铁素体一珠光体 和部分针状无碳的贝氏体组织(后者只是出现在距水冷端2~10毫米之间)。与此相反,锰 钢,钼钢和硅锰钢中却只有贝氏体,而铁素体一珠光体组织在这些钢的顶端淬火试样中没 有发现,从而进一步表明,锰,钼和硅锰等元素有利于Bs温度降低的作用。从许多人的研 究10、11、12、)来看,影响钢中贝氏体组织结构和钢的机械性能的最大因素是Bs温度,Bs温 度愈低,贝氏体一铁素体中的位错密度愈高,其强韧性就愈好,而转变完成所需的时间对 贝氏体一铁素体的亚结构没有明显的影响。由上述试验结果,可以看出钢中加人合金元 素,使奥氏体的稳定性增加。降低了奥氏体转变为贝氏体的福度。使奥氏体在连续冷却转 变过程中具有较长的孕育期,为增大具有全部马氏体的淬透性创造了条件。不过从获得贝 氏体的组织来看,钼钢比硅锰钢要好,钼是贝氏体钢不可少的合金元素。 2,合金元素对钢的淬透性的影响 图7为含有不同合金元素的钢的淬透性曲线。从图7可以看出,碳钢具有最小的淬透 性,硅钢,钼钢稍有改善,锰钢的淬透性较好。而硅锰钢比锰钢的淬透性又有进一步的改 善,这与图6所测出的连续冷却转变动力学曲线完全对应。如果在硅锰钢中加人0.5%左 右的钼,能使硅锰钢的淬透性显著提高,使顶端淬火曲线变成一条水平线(40Si2Mn2Mo, 40Si2Mn2MoV)。在硅锰钢中加人0.15%的钒,不仅没有进一步改善钢的淬透性,反而 有下降的倾向。这也许与钢中钒的碳化物在正常淬火温度不能完全溶解有关13),也可能与 这炉钢中原有的碳和锰含量稍低有所联系。 在研究单一或多个合金元素对钢的淬透性影响的同时,就硅锰钼钒钢中硅和锰含量对 钢的淬透性的影响也作了研究。从图8可以看出,在不含锰的条件下,随着硅含量的增 多,钢的淬透性就急速的增大,当硅含量大于1.3%以后,再增加钢中的硅含量,其淬透 性的变化甚微,似乎硅的作用已接近于饱和状态,甚至把硅含量提高到2%,也无明显地 101的小 孔 , 将热 电偶焊在每一 个小 孔中 , 再将热电偶与 一 型光点示波器联结 , 当试样 奥 氏体化 后 , 在喷 水 冷却 过程中 , 能 连续不断 地 自动记录 出试样各标点的温度和 时间 的 变化 曲线 。 再结合各 测 量点 上硬 度和 金相组 织 , 即 可 绘制 出连续 冷却转变动力学曲线和淬透 性 曲线 。 根据 这些 曲线来估价合金元素对钢的淬 透 性 的影响和连续冷却转变动力学的作用 规 律 。 二 、 试验结果及讨论 , 合金元素对奥氏体连续冷却转变动力学的作 用规律 按上述试 验 方法绘制 出五种钢的奥 氏体连续冷却转变曲 线 见 图 , , , , 。 为了 比 较合金元素对钢的 过冷奥 氏体转变的影 响 , 将各钢 的过 冷奥 氏体转变开始线 绘制在一 张图 上 , 如 图 所示 。 从 图中可 以看 出 , 由于钢中的合 金 元素不 同 , 致使奥氏体连续 冷却转变 的起始温度 和 时间发 生了很大 的 变化 。 在 碳钢中随 着硅 、 锰 、 钥 和 硅锰元 素的加人 , 奥 氏体连续 冷却开 始转变 曲线 逐 次 向右下 方移动 。 也就是说 奥 氏体开始转变温度逐渐降低 , 孕育期逐 渐拉长 , 其中以硅锰的 复合作用对 延 缓奥 氏体的 转变最 为显著 , 而钢中仅含单一 的 硅 , 乎对奥 氏体连续 冷却转变没有影响 , 只是 把 碳钢 中奥 氏体开 始转 变温度稍有提 高 , 转变曲线稍向右移 , 但 很 不明显 , 在顶 端淬火所能得 到的 冷却速度范围 内 , 碳钢只 ’ 有铁素体一珠光体组织 。 而硅钢在距水冷端 毫米 以上 部位 , 主要是块 状铁 素体一珠光体 和部分针状无碳 的 贝氏体组织 后者只是出现在距水冷端 毫 米之间 。 与此相 反 , 锰 钢 , 钥钢和硅锰 钢中却只 有贝氏体 而铁素体一珠光体组织在 这些钢的顶端淬火 试样 中没 有发现 , 从而进一步表明 , 锰 , 铂和硅锰等元素有利于 温度降低的作用 。 从许多人的研 究 〔 、 、 、 〕 来看 , 影响钢中贝氏体组织结构和 钢 的机械性能 的最大 因素是 温度 , 温 度愈低 , 贝氏体一铁素体中的位错密度愈 高 , 其强韧性就 愈好 , 而转 变完成所需的 时间对 贝氏体一铁 素 体的亚 结构没有明显的影响 。 由上述 试验 结果 , 可 以看 出钢 中加 人 合 金 元 素 , 使奥 氏 体的 稳定 性 增 加 。 降低了奥 氏体转变为贝氏 体的温度 。 使奥氏体在 连续冷 却转 变过 程 中具有较长的 孕育期 , 为增大具有全部马 氏体的淬透性创造 了 条件 。 不过 从获 得 贝 氏体的组 织来看 , 相钢 比 硅锰钢要好 , 钥是贝氏体钢不 可 少的 合金 元素 。 合金元素对钡 的 淬透性 的影响 图 为含有不同合金元素 的钢的淬 透性 曲线 。 从图 可 以看 出 , 碳钢具有最小的淬透 性 , 硅钢 , 铂钢稍有改善 , 锰钢的淬透性较好 。 而硅锰钢 比锰钢的淬 透性 又有进 一步的改 善 , 这与图 所测 出的 连续冷却转变动力学曲线完全对应 。 如果在硅锰钢 中 加 入。 沁左 右 的铂 ,能使 硅 锰 钢 的淬透性显著提高 , 使顶端淬火曲线变成一 条水平线 , 。 在 硅 锰 钢 中 加 人 的钒 , 不 仅 没有进一 步改善钢的淬 透 性 , 反而 有下降的倾向 。 这也许与钢中钒 的碳化物在正常淬火温度不能完全溶解有关 〕 , 也 可能与 这炉钢中原有的碳和锰含量稍低有所联系 。 在研究单一或 多个合金 元素对钢的淬 透性 影 响的 同 时 , 就 硅锰钥钒钢 中硅 和锰含 对 钢的淬 透性 的影响也 作了研究 。 从图 可 以看 出 , 在不 含锰 的条件下 , 随着 硅 含 盈 的 增 多 , 钢的淬透性就 急速的增大, 当硅含量大于 以后 , 再增 加钢中的硅 含 量 , 其 淬透 性的变化甚微 , 似乎硅的作 用 已接近于 饱和 状态 , 甚 至把硅含量提高到 , 也 无明显地
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