第7期 赵运堂等：低碳微合金钢在过冷奥氏体亚稳定区的转变 .697. 慢冷却，也就是快速通过准多边形铁素体的相变区 的针状铁素体转变的亚稳定区，因而促进了亚稳奥 (图4(b),进入针状铁素体的转变区（图4(a)后减 氏体向针状铁素体的转变，得到如图6(b)所示的组 慢冷却速度将增加针状铁素体的形核时间，会有利 织，在该组织中，有较多明显的针状铁素体，其间为 于针状铁素体的形成与转变. 板条贝氏体，由于针状铁素体之间的变体选择为大 图6为样品按图1(c)工艺以14℃s-冷却到 错配角度，因而阻断了板条贝氏体束之间的串接，使 600,550,500℃后，1℃s-1冷却到室温的金相显微 组织得到细化，图6(d)是(b)的TEM形貌，可见针 组织，图6(a)为快冷到600℃后缓冷的显微组织， 状铁素体内位错密度较低，该类组织轮廓弯折，其周 主要为准多边形铁素体、粒状贝氏体，原奥氏体晶界 围为位错密度较高的低温转变的贝氏体组织，针状 消失，该类组织是奥氏体冷却到600℃后以1℃· 铁素体分割了原奥氏体晶粒，阻断了贝氏体的生长， s连续冷却时转变的组织，由于600℃时，变形后 图6(c)为冷却到500℃后缓冷的显微组织，可见主 亚稳的奥氏体满足发生粒状贝氏体的转变条件，因 要发生板条贝氏体束的转变，几乎没有短粗状单根 而之后以1℃s1冷却时得到如图6(a)所示得粒状 的针状铁素体出现，该类组织虽然有较高的强度， 贝氏体组织，但是，如果稳定的奥氏体快速冷却到 但其塑性较低 550℃，此时由于奥氏体进入了由等温实验所确定 10 um 10 um 10um I um 图6试样在850℃变形30%，以14℃s'冷却到(a)600℃，(b)550℃，(c)500℃，然后空冷至室温的金相组织照片：(d)试样(b)的TEM 形貌 Fig-6 vicrostructures of the specimens accelerated cooled at14℃-s-lto(a)600℃，(b)550℃，(c)500℃，and then continuously cooled to room temperature at1℃s'；(d)TEM image of(b) 冷却工艺热模拟研究结果与TTT曲线及CCT 有很大的提高 曲线得到的各类中温组织转变规律是一致的，即在 3 530~550℃温度范围内中温转变有利于针状铁素 结论 体的形成，但是单一速度冷却不能控制各类组织，特 (1)低碳Mo Cu Nb-B系微合金钢在过冷奥 别是针状铁素体的转变.14℃s连续冷却到550 氏体亚稳定区等温转变，可以得到晶界或晶内形核 ℃之后缓冷，有利于亚稳定区的奥氏体转变为针状 的针状铁素体，而连续冷却很难得到针状铁素体 铁素体，先转变的针状组织，使未转变的奥氏体富 组织 碳，从而变得更加稳定.这样抑制粒状贝氏体的转 (2)通过控制变形奥氏体的分阶段冷却工艺， 变，可以得到更低温度转变的板条贝氏体，最终得 即先快速冷却到550℃，然后再缓慢冷却，促使奥氏 到主要由针状铁素体、板条贝氏体和少量粒状贝氏 体亚稳定区的针状铁素体转变，可以得到针状铁素 体组成的复相组织，将使复相组织钢的塑性和韧性 体、板条贝氏体和少量的粒状贝氏体复合组织.慢冷却‚也就是快速通过准多边形铁素体的相变区 （图4（b））‚进入针状铁素体的转变区（图4（a））后减 慢冷却速度将增加针状铁素体的形核时间‚会有利 于针状铁素体的形成与转变． 图6为样品按图1（c）工艺以14℃·s －1冷却到 600‚550‚500℃后‚1℃·s －1冷却到室温的金相显微 组织．图6（a）为快冷到600℃后缓冷的显微组织‚ 主要为准多边形铁素体、粒状贝氏体‚原奥氏体晶界 消失．该类组织是奥氏体冷却到600℃后以1℃· s －1连续冷却时转变的组织‚由于600℃时‚变形后 亚稳的奥氏体满足发生粒状贝氏体的转变条件‚因 而之后以1℃·s －1冷却时得到如图6（a）所示得粒状 贝氏体组织．但是‚如果稳定的奥氏体快速冷却到 550℃‚此时由于奥氏体进入了由等温实验所确定 的针状铁素体转变的亚稳定区‚因而促进了亚稳奥 氏体向针状铁素体的转变‚得到如图6（b）所示的组 织．在该组织中‚有较多明显的针状铁素体‚其间为 板条贝氏体．由于针状铁素体之间的变体选择为大 错配角度‚因而阻断了板条贝氏体束之间的串接‚使 组织得到细化．图6（d）是（b）的 TEM 形貌‚可见针 状铁素体内位错密度较低‚该类组织轮廓弯折‚其周 围为位错密度较高的低温转变的贝氏体组织．针状 铁素体分割了原奥氏体晶粒‚阻断了贝氏体的生长． 图6（c）为冷却到500℃后缓冷的显微组织‚可见主 要发生板条贝氏体束的转变‚几乎没有短粗状单根 的针状铁素体出现．该类组织虽然有较高的强度‚ 但其塑性较低． 图6 试样在850℃变形30％‚以14℃·s －1冷却到（a）600℃‚（b）550℃‚（c）500℃‚然后空冷至室温的金相组织照片；（d） 试样（b）的 TEM 形貌 Fig．6 Microstructures of the specimens accelerated cooled at14℃·s －1to （a）600℃‚（b）550℃‚（c）500℃‚and then continuously cooled to room temperature at1℃·s －1；（d） TEM image of （b） 冷却工艺热模拟研究结果与 TTT 曲线及 CCT 曲线得到的各类中温组织转变规律是一致的‚即在 530～550℃温度范围内中温转变有利于针状铁素 体的形成‚但是单一速度冷却不能控制各类组织‚特 别是针状铁素体的转变．14℃·s －1连续冷却到550 ℃之后缓冷‚有利于亚稳定区的奥氏体转变为针状 铁素体．先转变的针状组织‚使未转变的奥氏体富 碳‚从而变得更加稳定．这样抑制粒状贝氏体的转 变‚可以得到更低温度转变的板条贝氏体．最终得 到主要由针状铁素体、板条贝氏体和少量粒状贝氏 体组成的复相组织‚将使复相组织钢的塑性和韧性 有很大的提高． 3 结论 （1） 低碳 Mo－Cu－Nb－B 系微合金钢在过冷奥 氏体亚稳定区等温转变‚可以得到晶界或晶内形核 的针状铁素体‚而连续冷却很难得到针状铁素体 组织． （2） 通过控制变形奥氏体的分阶段冷却工艺‚ 即先快速冷却到550℃‚然后再缓慢冷却‚促使奥氏 体亚稳定区的针状铁素体转变‚可以得到针状铁素 体、板条贝氏体和少量的粒状贝氏体复合组织． 第7期 赵运堂等： 低碳微合金钢在过冷奥氏体亚稳定区的转变 ·697·