·1842. 工程科学学报，第39卷，第12期 100 100 (a) 奥氏体 90 奥氏体 铁素体 00 状本 珠光体 奥氏体实测值 70 铁素体实测值 60 4 04 20 2 10 10- 600 800 1000 1200 600 800 1000 1200 温度C 温度PC 图8不同钢种的冷却相变曲线.(a)J55:(b)sS400 Fig.8 Phase transformation curves of different steels:(a)J55:(b)SS400 能会引发铸坯表面的红送裂纹，即热装裂纹.而低于 体临界转变量∫，所对应的热装温度.应该指出，J55钢 ∫，对应温度送装，奥氏体大量转变为铁素体和珠光体， 高温共聚焦实验采用600℃温装，晶粒从200um细化 由于相变比较充分，再加热奥氏体化后，新晶粒并未沿 至约30m,而SS400钢加热炉实验在770℃热装，晶 袭原晶界形成，而是晶界和晶内的铁素体和珠光体同 粒从300m细化至约200um,两实验下的晶粒细化程 时发生奥氏体相变，如图9(b). 度差异较大.除铁素体转变量略有不同外，这一现象 可能与两实验中钢种的合金成分差异有关(J55含 (a Nb+Ti,SS400无微合金元素)，或许有必要针对这两 种晶粒细化程度的差异，对不同钢种双相区内奥氏体 相变与析出行为对晶粒细化的影响做进一步研究、 析出物 4 结论 b (1)高温共聚焦实验结果表明，J55钢双相区内 700℃热装时，组织为晶界膜状先共析铁素体、少量魏 氏体和奥氏体，再加热至1200℃，奥氏体晶粒大小、位 新奥氏体 置基本不变.铁素体区600℃温装时，组织为铁素体+ 珠光体，再加热至1200℃，奥氏体晶粒从200μm明显 图9不同温度送装组织演变行为机制.(a)高于热装：(b) 低于f温装 细化至30μm,且原晶界消失. (2)对比了SS400钢坯在不同双相区温度(820~ Fig.9 Mechanism of microstructural evolution at different hot-char- ging temperatures:(a)hot charging abovef:(b)warm charging 770℃)热装前后奥氏体晶粒的变化.结果表明，基体 below fa 晶粒细化程度取决于入炉时的铁素体转变量.当铁素 体转变量至少大于70%时，再加热重新奥氏体化之后 为此，建议在铸坯未发生铁素体转变时就进行热 的晶粒才会有所细化.当铁素体量达到69.5%时，晶 装，即高温热装；或是当冷却获得一定铁素体量后再进 粒从300μm细化至254.5μm;当铁素体量达到 行热装.对于后一种思路，钢厂现有的做法只是笼统 81.4%时，晶粒从300μm细化至213.8μm 地认为对于此类热装裂纹敏感性强钢种不适合双相区 (3)提出了基于奥氏体晶粒细化的铁素体转变量 热装，一定要Ar以下温装.其实，只要合理控制表层 临界比例∫的概念.对于热装裂纹敏感性强的钢种， 温度，使铁素体转变量超过其临界值∫，即使在双相区 即使是双相区热装，只要保证其铁素体转变量超过∫ 热装，依然可有效避免热装或粗轧过程裂纹的产生， 时，在对应的温度下热装便可有效细化后续加热过程 这样既有利于降低能耗，也有利提升铸坯质量与生产 中的奥氏体晶粒，减少热装或粗轧裂纹的发生倾向 效率. 参考文献 不同钢种凝固收缩特性与高温热物性参数有较大 [Zhou Y,Wang S J,He L Y,et al.Research and improvement 差异，尤其是奥氏体向铁素体转变温度差异明显.故 measures of surface crack on low carbon niobium steel.J fron Steel 应对钢种分类，通过实验或模型确定不同钢种的铁素 Res,2012,24(1):40工程科学学报，第 39 卷，第 12 期 图 8 不同钢种的冷却相变曲线 . ( a) J55; ( b) SS400 Fig． 8 Phase transformation curves of different steels: ( a) J55; ( b) SS400 能会引发铸坯表面的红送裂纹，即热装裂纹． 而低于 fA对应温度送装，奥氏体大量转变为铁素体和珠光体， 由于相变比较充分，再加热奥氏体化后，新晶粒并未沿 袭原晶界形成，而是晶界和晶内的铁素体和珠光体同 时发生奥氏体相变，如图 9( b) ． 图 9 不同温度送装组织演变行为机制． ( a) 高于 fA 热装; ( b) 低于 fA温装 Fig． 9 Mechanism of microstructural evolution at different hot-char￾ging temperatures: ( a) hot charging above fA ; ( b) warm charging below fA 为此，建议在铸坯未发生铁素体转变时就进行热 装，即高温热装; 或是当冷却获得一定铁素体量后再进 行热装． 对于后一种思路，钢厂现有的做法只是笼统 地认为对于此类热装裂纹敏感性强钢种不适合双相区 热装，一定要 Ar1以下温装． 其实，只要合理控制表层 温度，使铁素体转变量超过其临界值 fA，即使在双相区 热装，依然可有效避免热装或粗轧过程裂纹的产生． 这样既有利于降低能耗，也有利提升铸坯质量与生产 效率． 不同钢种凝固收缩特性与高温热物性参数有较大 差异，尤其是奥氏体向铁素体转变温度差异明显． 故 应对钢种分类，通过实验或模型确定不同钢种的铁素 体临界转变量 fA所对应的热装温度． 应该指出，J55 钢 高温共聚焦实验采用 600 ℃温装，晶粒从 200 μm 细化 至约 30 μm，而 SS400 钢加热炉实验在 770 ℃ 热装，晶 粒从 300 μm 细化至约 200 μm，两实验下的晶粒细化程 度差异较大． 除铁素体转变量略有不同外，这一现象 可能与两实验中钢种的合金成分差异有关 ( J55 含 Nb + Ti，SS400 无微合金元素) ，或许有必要针对这两 种晶粒细化程度的差异，对不同钢种双相区内奥氏体 相变与析出行为对晶粒细化的影响做进一步研究． 4 结论 ( 1) 高温共聚焦实验结果表明，J55 钢双相区内 700 ℃ 热装时，组织为晶界膜状先共析铁素体、少量魏 氏体和奥氏体，再加热至 1200 ℃，奥氏体晶粒大小、位 置基本不变． 铁素体区 600 ℃ 温装时，组织为铁素体 + 珠光体，再加热至 1200 ℃，奥氏体晶粒从 200 μm 明显 细化至 30 μm，且原晶界消失． ( 2) 对比了 SS400 钢坯在不同双相区温度( 820 ～ 770 ℃ ) 热装前后奥氏体晶粒的变化． 结果表明，基体 晶粒细化程度取决于入炉时的铁素体转变量． 当铁素 体转变量至少大于 70% 时，再加热重新奥氏体化之后 的晶粒才会有所细化． 当铁素体量达到 69. 5% 时，晶 粒从 300 μm 细 化 至 254. 5 μm; 当 铁 素 体 量 达 到 81. 4% 时，晶粒从 300 μm 细化至 213. 8 μm． ( 3) 提出了基于奥氏体晶粒细化的铁素体转变量 临界比例 fA的概念． 对于热装裂纹敏感性强的钢种， 即使是双相区热装，只要保证其铁素体转变量超过 fA 时，在对应的温度下热装便可有效细化后续加热过程 中的奥氏体晶粒，减少热装或粗轧裂纹的发生倾向． 参 考 文 献 ［1］ Zhou Y，Wang S J，He L Y，et al． Ｒesearch and improvement measures of surface crack on low carbon niobium steel． J Iron Steel Ｒes，2012，24( 1) : 40 · 2481 ·