第7期 冯志明等：冷轧退火对共析珠光体钢组织球化超细化的影响 .691. 区的渗碳体长大到0.57m,分布在细粒颗群晶区 的渗碳体长大到0.09m,细颗粒渗碳体分数明显 减少，大颗粒渗碳分数增多，双峰分布特点减弱 (图6(b).保温时间达到60min时（图5(c),铁素 体的平均截径长大为0.8m,粗粒颗群区的渗碳体 长大到0.62m,细晶区的小颗粒渗碳体长大到 0.12m,其尺寸分布如图6(c),渗碳体颗粒不再呈 双峰分布.保温时间达到120min时（图5(d),铁 素体晶粒呈等轴状，截径约1.06m,晶界被平均颗 图4冷轧钢板在700℃退火10min后的SEM形貌 粒尺寸约为0.75m的大颗粒渗碳体所钉扎，尺寸 Fig-4 SEM microstructure of the cold-rolled tested steel annealed 分布如图6(d)所示. for10 min at700℃ ND ND I um m 图5冷轧钢板在T=700℃退火保温不同时间的sEM形貌.(a)t=10min:(b)t=30min:(c)t=60min:(d)t=120min Fig.5 SEM microstructure of the cold-rolled specimen annealed at 700C with different time:(a)t=10min:(b)=30min:(c)1=60min; (d)t=120min 随着保温时间延续，在铁素体回复再结晶等轴 复到平衡状态 化，以及如图4所示的渗碳体颗粒呈现“粗”“细”颗 实验结果表明：在600℃保温时随着时间的延 粒群条带逐渐消失的同时，观察到铁素体晶粒内部 长铁素体晶粒由变形的扁平状逐渐演变为等轴晶粒 非常细小（约为几十nm级别）的碳化物析出，析出 (图3(a)和(b)),说明铁素体再结晶已经完成；在 量逐渐增多（见图5(d)中白色箭头）.这一现象可能 600℃保温时随着时间的延长渗碳体由片状转化为 与随着铁素体内部位错密度降低的同时过饱和碳的 球状颗粒，并逐渐长大，由于变形后的珠光体中的 析出有关 片状渗碳体已经发生明显的弯曲和脆裂，同时根据 经受变形后的金属，在组织、结构和性能等方面 塑性变形机理可知，这种硬脆的渗碳体与塑性良好 都发生了相当复杂的变化，从热力学的角度来看， 的铁素体协调变形后，将大大提高渗碳体片和铁素 变形引起能量升高，形变后的金属已处于不稳定的 体基体中的位错密度，并在铁素体内通过交滑移、攀 高自由能状态，具有一种向着低能态自发恢复的趋 移等方式重新排列而堆砌成所谓位错“墙”，产生亚 势.因此，只要动力学条件允许，温度较高时，原子 晶，这些高能量的微观结构组态就是加速片状碳化 具有相当的扩散能力，形变后的金属就会自发地向 物球化速率的主要原因.经塑性变形的渗碳体片内 着自由能降低的方向转变，从而使其组织和性能回 产生了亚晶界，该亚晶界的存在将使片状渗碳体内区的渗碳体长大到0∙57μm‚分布在细粒颗群晶区 的渗碳体长大到0∙09μm‚细颗粒渗碳体分数明显 减少‚大颗粒渗碳分数增多‚双峰分布特点减弱 （图6（b））．保温时间达到60min 时（图5（c））‚铁素 体的平均截径长大为0∙8μm‚粗粒颗群区的渗碳体 长大到0∙62μm‚细晶区的小颗粒渗碳体长大到 0∙12μm‚其尺寸分布如图6（c）‚渗碳体颗粒不再呈 双峰分布．保温时间达到120min 时（图5（d））‚铁 素体晶粒呈等轴状‚截径约1∙06μm‚晶界被平均颗 粒尺寸约为0∙75μm 的大颗粒渗碳体所钉扎‚尺寸 分布如图6（d）所示． 图4 冷轧钢板在700℃退火10min 后的 SEM 形貌 Fig．4 SEM microstructure of the cold-rolled tested steel annealed for10min at700℃ 图5 冷轧钢板在 T＝700℃退火保温不同时间的 SEM 形貌．（a） t＝10min；（b） t＝30min；（c） t＝60min；（d） t＝120min Fig．5 SEM microstructure of the cold-rolled specimen annealed at700℃ with different time： （a） t＝10min；（b） t＝30min；（c） t＝60min； （d） t＝120min 随着保温时间延续‚在铁素体回复再结晶等轴 化‚以及如图4所示的渗碳体颗粒呈现“粗”“细”颗 粒群条带逐渐消失的同时‚观察到铁素体晶粒内部 非常细小（约为几十 nm 级别）的碳化物析出‚析出 量逐渐增多（见图5（d）中白色箭头）．这一现象可能 与随着铁素体内部位错密度降低的同时过饱和碳的 析出有关． 经受变形后的金属‚在组织、结构和性能等方面 都发生了相当复杂的变化．从热力学的角度来看‚ 变形引起能量升高．形变后的金属已处于不稳定的 高自由能状态‚具有一种向着低能态自发恢复的趋 势．因此‚只要动力学条件允许‚温度较高时‚原子 具有相当的扩散能力‚形变后的金属就会自发地向 着自由能降低的方向转变‚从而使其组织和性能回 复到平衡状态． 实验结果表明：在600℃保温时随着时间的延 长铁素体晶粒由变形的扁平状逐渐演变为等轴晶粒 （图3（a）和（b））‚说明铁素体再结晶已经完成；在 600℃保温时随着时间的延长渗碳体由片状转化为 球状颗粒‚并逐渐长大．由于变形后的珠光体中的 片状渗碳体已经发生明显的弯曲和脆裂‚同时根据 塑性变形机理可知‚这种硬脆的渗碳体与塑性良好 的铁素体协调变形后‚将大大提高渗碳体片和铁素 体基体中的位错密度‚并在铁素体内通过交滑移、攀 移等方式重新排列而堆砌成所谓位错“墙”‚产生亚 晶‚这些高能量的微观结构组态就是加速片状碳化 物球化速率的主要原因．经塑性变形的渗碳体片内 产生了亚晶界‚该亚晶界的存在将使片状渗碳体内 第7期 冯志明等： 冷轧退火对共析珠光体钢组织球化超细化的影响 ·691·