·1840· 工程科学学报，第39卷，第12期 300 3004m ④ 300um 300 un 300μm 图5SS400钢在冷却至不同热装温度淬火的显微组织.(a)820℃：(b)810℃：(c)800℃：(d)790℃：(e)780℃：(f0770℃ Fig.5 Microstructure of SS400 steel quenching at different hot-charging temperatures:(a)820℃：(b)810℃；(c)800℃；(d)790℃；(e)780 ℃：(0770℃ 核质点，导致了加热时奥氏体晶粒的细化 细化至约200μm.由此可见，SS400铸坯在双相区内 采用Image J软件统计不同热装温度下的铁素体 温装也可实现奥氏体晶粒的细化 转变量，量化奥氏体向铁素体转变程度对奥氏体晶粒 以上结果揭示了单次Y→α→y相变循环时铁素 细化的影响.SS400钢冷却至820、810、800、790、780、 体转变量与奥氏体晶粒细化的定量关系.即铸坯送装 770℃对应的铁素体转变量分别为2.1%、5.2%、 的温度不一定要冷却至A,温度以下使奥氏体全部分 20.5%、39.3%、69.5%、81.4%.其对应的再加热之 解，只需铁素体转变量达到一定比例就足以产生细化 后奥氏体晶粒尺寸以式(1)计算，其中面积A。取视场 奥氏体晶粒的效果.其中，对于SS400钢，在铁素体析 内所有晶粒的平均面积.对应热制度下平均晶粒直径 出量达到70%时，可有效细化再加热奥氏体晶粒.由 分别为：285.2、280.1、266.4、270.8、254.5、213.8μm. 此，本研究提出基于奥氏体晶粒细化的铁素体转变量 则热装温度与相应的铁素体转变量与再加热后奥氏体 临界比例∫，(austenite to ferrite)的概念，当铁素体转变 晶粒尺寸的关系见图7. 量超过∫时，再加热后的奥氏体晶粒便可得到明显 图7表明，温度降至A虹，线以下后，随着温度降低， 细化. 铁素体转变量增加，对应再加热奥氏体化后的晶粒尺 3分析与讨论 寸呈逐渐减小的趋势.其中，热装温度在高于790℃ (即铁素体析出量为40%左右)时，晶粒尺寸随铁素体 前人研究表明，高温热装与温装制度下进加热炉 析出量的增加呈缓慢减小趋势：低于790℃热装，尤其 后基体的混晶程度大大降低，双相区热装混晶程度最 是780℃以下（即铁素体析出量达70%左右）热装时， 高0.事实上，热装温度对热装裂纹的影响主要体现 晶粒已细化至约250um.当温度降至770℃热装时， 在不同的热装温度下铁素体转变量的差异.其影响主 铁素体转变量达到81.4%，再加热后的奥氏体晶粒可 要体现在两个方面：一是铁素体量会直接影响铸坯的工程科学学报，第 39 卷，第 12 期 图 5 SS400 钢在冷却至不同热装温度淬火的显微组织 . ( a) 820 ℃ ; ( b) 810 ℃ ; ( c) 800 ℃ ; ( d) 790 ℃ ; ( e) 780 ℃ ; ( f) 770 ℃ Fig． 5 Microstructure of SS400 steel quenching at different hot-charging temperatures: ( a) 820 ℃ ; ( b) 810 ℃ ; ( c) 800 ℃ ; ( d) 790 ℃ ; ( e) 780 ℃ ; ( f) 770 ℃ 核质点，导致了加热时奥氏体晶粒的细化． 采用 Image J 软件统计不同热装温度下的铁素体 转变量，量化奥氏体向铁素体转变程度对奥氏体晶粒 细化的影响． SS400 钢冷却至 820、810、800、790、780、 770 ℃ 对 应 的 铁 素 体 转 变 量 分 别 为 2. 1% 、5. 2% 、 20. 5% 、39. 3% 、69. 5% 、81. 4% ． 其对应的再加热之 后奥氏体晶粒尺寸以式( 1) 计算，其中面积 A0取视场 内所有晶粒的平均面积． 对应热制度下平均晶粒直径 分别为: 285. 2、280. 1、266. 4、270. 8、254. 5、213. 8 μm． 则热装温度与相应的铁素体转变量与再加热后奥氏体 晶粒尺寸的关系见图 7． 图 7 表明，温度降至 Ar3线以下后，随着温度降低， 铁素体转变量增加，对应再加热奥氏体化后的晶粒尺 寸呈逐渐减小的趋势． 其中，热装温度在高于 790 ℃ ( 即铁素体析出量为 40% 左右) 时，晶粒尺寸随铁素体 析出量的增加呈缓慢减小趋势; 低于 790 ℃ 热装，尤其 是 780 ℃以下( 即铁素体析出量达 70% 左右) 热装时， 晶粒已细化至约 250 μm． 当温度降至 770 ℃ 热装时， 铁素体转变量达到 81. 4% ，再加热后的奥氏体晶粒可 细化至约 200 μm． 由此可见，SS400 铸坯在双相区内 温装也可实现奥氏体晶粒的细化． 以上结果揭示了单次 γ→α→γ 相变循环时铁素 体转变量与奥氏体晶粒细化的定量关系． 即铸坯送装 的温度不一定要冷却至 Ar1温度以下使奥氏体全部分 解，只需铁素体转变量达到一定比例就足以产生细化 奥氏体晶粒的效果． 其中，对于 SS400 钢，在铁素体析 出量达到 70% 时，可有效细化再加热奥氏体晶粒． 由 此，本研究提出基于奥氏体晶粒细化的铁素体转变量 临界比例 fA ( austenite to ferrite) 的概念，当铁素体转变 量超过 fA 时，再加热后的奥氏体晶粒便可得到明显 细化． 3 分析与讨论 前人研究表明，高温热装与温装制度下进加热炉 后基体的混晶程度大大降低，双相区热装混晶程度最 高［21］． 事实上，热装温度对热装裂纹的影响主要体现 在不同的热装温度下铁素体转变量的差异． 其影响主 要体现在两个方面: 一是铁素体量会直接影响铸坯的 · 0481 ·