兰鹏等：送装工艺对板坯再加热过程奥氏体晶粒细化的影响 ·1837· 1450℃/10mim 何 (b) 1450℃/10min 1200℃/5min 6 1200℃/5min 1100℃ 0.4℃·8 1100 02℃s 5 700℃/2min 600℃/2mim 时间min 时间/min 图155钢不同送装工艺的热制度.(a)热装：(b)温装 Fig.1 Heat history of different charging processes of J55:(a)hot charging:(b)warm charging 1.2铁素体转变量与奥氏体晶粒尺寸 后，采用UMT-LV20O0金相显微镜观察试样的组织形 以表1中的SS400为实验研究对象，其热模拟制 貌，根据金相法统计不同热制度下SS400基体中的铁 度如图2所示.已有研究中发现图，SS400钢常规连 素体转变量.观察奥氏体晶界时，同上述过程将试样 铸二冷区内冷速下(0.2~0.5℃·s)钢的Ar,温度在 打磨抛光后，采用50mL饱和苦味酸水溶液加入1~2g 800~820℃之间，Ar,温度约710~730℃.实验中采用 十二烷基苯磺酸钠（海鸥牌洗洁精），用竹镊子搅拌均 SG-XL1400箱式马弗炉将试样加热至1200℃保温10 匀，放入恒温水浴锅中加热至60~80℃，再将抛光后 min,之后随炉冷却至820~770℃（间隔10℃），模拟 试样放入烧杯中进行热侵蚀，时间在5~l5min.热腐 铸坯在二冷区的连续冷却过程，之后进行水淬，金相显 蚀后，用脱脂棉蘸取腐蚀液擦去试样表面黑膜，再用清 微镜下观察基体中的铁素体转变量，如图2(a)所 水冲洗干净，酒精球清除表面，吹风机吹干，采用光学 示.将另一组试样按照相同的热制度分别冷却至目 显微镜观察晶界是否腐蚀完整，若未腐蚀出晶界，则轻 标温度后，再重新升温至1200℃模拟不同温度的热 抛再侵，如此反复3~4次至晶界清晰完整. 装工艺，保温10min后炉冷至850℃淬火，如图2(b) 所示.实验中将晶粒视为球形，晶粒尺寸以等圆直径 2 实验结果 来统计： 2.1热装与温装时晶粒形貌的原位观察 D。=2√A/m. (1) 2.1.1热装时基体组织演变 式中，D。为晶粒的平均直径；A。为视场内晶粒的平均 按照图1(a)所示的热制度，采用高温共聚焦显微 面积. 镜原位观察冷却和双相区热装时试样的组织与奥氏体 1.3金相组织与奥氏体晶粒形貌表征 晶粒尺寸变化，结果如图3所示.图3(a)中可见，试样 采用线切割技术将SS400试样中部切开，经60“、 在1450℃保温10min奥氏体化后，初始晶粒的平均尺 150°、400、800°、1000、1500、2000砂纸按顺序打磨并 寸约为200um.以0.4℃·s1降至707℃，如图3(b) 抛光后，用脱脂棉蘸取体积分数为4%硝酸酒精擦拭 所示，奥氏体晶界处析出了薄膜状铁素体（红色虚线 并侵蚀试样观测面，最后用酒精反复冲洗3次并吹干 区域)90；继续降温，膜状铁素体沿晶界扩展，并向 个(a 1200℃10mim 1200℃/10mim 1200℃/10mim 820℃+ 820℃ 850℃ 810℃ 810℃ 800℃+ 800℃ 790℃◆ 790℃ 780℃ 780℃ 770℃+ 水淬 770℃ 水淬 时间min 时间/min 图2SS400钢不同送装工艺的热制度.(a)下线制度，(b)送装制度 Fig.2 Thermal regimes of SS400 steel for different charging process:(a)off-ine temperature:(b)charging temperature兰 鹏等: 送装工艺对板坯再加热过程奥氏体晶粒细化的影响 图 1 J55 钢不同送装工艺的热制度 . ( a) 热装; ( b) 温装 Fig． 1 Heat history of different charging processes of J55: ( a) hot charging; ( b) warm charging 1. 2 铁素体转变量与奥氏体晶粒尺寸 以表 1 中的 SS400 为实验研究对象，其热模拟制 度如图 2 所示． 已有研究中发现［18］，SS400 钢常规连 铸二冷区内冷速下( 0. 2 ～ 0. 5 ℃·s － 1 ) 钢的 Ar3温度在 800 ～ 820 ℃之间，Ar1温度约 710 ～ 730 ℃ ． 实验中采用 SG--XL1400 箱式马弗炉将试样加热至 1200 ℃ 保温 10 min，之后随炉冷却至 820 ～ 770 ℃ ( 间隔 10 ℃ ) ，模拟 铸坯在二冷区的连续冷却过程，之后进行水淬，金相显 微镜下观察基体中的铁素体转变量，如 图 2 ( a) 所 示． 将另一组试样按照相同的热制度分别冷却至目 标温度后，再重新升温至 1200 ℃ 模拟不同温度的热 装工艺，保温 10 min 后炉冷至 850 ℃ 淬火，如图 2( b) 所示． 实验中将晶粒视为球形，晶粒尺寸以等圆直径 来统计: D0 = 2 A0 槡 /π． ( 1) 式中，D0为晶粒的平均直径; A0 为视场内晶粒的平均 面积． 图 2 SS400 钢不同送装工艺的热制度 . ( a) 下线制度，( b) 送装制度 Fig． 2 Thermal regimes of SS400 steel for different charging process: ( a) off-line temperature; ( b) charging temperature 1. 3 金相组织与奥氏体晶粒形貌表征 采用线切割技术将 SS400 试样中部切开，经 60# 、 150# 、400# 、800# 、1000# 、1500# 、2000# 砂纸按顺序打磨并 抛光后，用脱脂棉蘸取体积分数为 4% 硝酸酒精擦拭 并侵蚀试样观测面，最后用酒精反复冲洗 3 次并吹干 后，采用 UMT--LV2000 金相显微镜观察试样的组织形 貌，根据金相法统计不同热制度下 SS400 基体中的铁 素体转变量． 观察奥氏体晶界时，同上述过程将试样 打磨抛光后，采用50 mL 饱和苦味酸水溶液加入1 ～ 2 g 十二烷基苯磺酸钠( 海鸥牌洗洁精) ，用竹镊子搅拌均 匀，放入恒温水浴锅中加热至 60 ～ 80 ℃，再将抛光后 试样放入烧杯中进行热侵蚀，时间在 5 ～ 15 min． 热腐 蚀后，用脱脂棉蘸取腐蚀液擦去试样表面黑膜，再用清 水冲洗干净，酒精球清除表面，吹风机吹干，采用光学 显微镜观察晶界是否腐蚀完整，若未腐蚀出晶界，则轻 抛再侵，如此反复 3 ～ 4 次至晶界清晰完整． 2 实验结果 2. 1 热装与温装时晶粒形貌的原位观察 2. 1. 1 热装时基体组织演变 按照图 1( a) 所示的热制度，采用高温共聚焦显微 镜原位观察冷却和双相区热装时试样的组织与奥氏体 晶粒尺寸变化，结果如图3 所示． 图3( a) 中可见，试样 在 1450 ℃保温 10 min 奥氏体化后，初始晶粒的平均尺 寸约为 200 μm． 以 0. 4 ℃·s － 1降至 707 ℃，如图 3( b) 所示，奥氏体晶界处析出了薄膜状铁素体( 红色虚线 区域) ［19--20］; 继续降温，膜状铁素体沿晶界扩展，并向 · 7381 ·