超快速冷却对中碳钢组织和性能的影响
碳钢的热处理工艺对组织和性能的影响
韧性
韧性随含碳量的增加而降 低，低碳钢具有较好的韧 性。
影响因素及变化规律
01
含碳量
含碳量是决定碳钢组织和性能的主要因素，随着含碳量的增加，钢的强
度和硬度提高，但塑性和韧性降低。
02 03
热处理工艺
通过不同的热处理工艺可以改变碳钢的组织结构，从而获得不同的力学 性能。例如，淬火可以提高钢的硬度和强度，但会降低韧性；回火可以 消除淬火应力，提高韧性和塑性。
正火
将金属加热到临界温度以上，保温一定时间后空 冷，以获得细化的珠光体组织，提高强度和硬度 。
回火
将淬火后的金属加热到Ac1以下某一温度，保温 一定时间后冷却，以消除内应力和脆性，提高韧 性和塑性。
热处理在碳钢加工中的应用
改善切削加工性能
通过退火或正火处理，消除碳钢 内应力，细化晶粒，提高切削加 工性能。
06
热处理工艺优化与改进方向
Chapter
新型热处理技术发展趋势预测
真空热处理技术
真空环境下进行热处理，可减少氧化、脱碳等表 面缺陷，提高材料性能。
等离子热处理技术
利用高温等离子体对材料进行快速加热和冷却， 实现高效、环保的热处理过程。
激光热处理技术
通过高能激光束对材料进行局部加热和快速冷却 ，实现高精度、高质量的热处理。
组合。
回火温度和时间
回火可以降低淬火钢的硬度，随着 回火温度的升高和时间的延长，硬 度逐渐降低。
合金元素
合金元素可以改变钢的淬透性和回 火稳定性，从而影响硬度。
韧性改善方法与效果评估
细化晶粒
通过细化晶粒可以提高钢的韧性，如采用正火、退火等工艺。
降低内应力
碳钢淬火前后强度
碳钢淬火前后强度碳钢是一种常见的金属材料，具有良好的物理性能和机械性能。
淬火是一种常用的热处理工艺，通过快速冷却来改善钢材的硬度和强度。
本文将从碳钢淬火前后的强度变化角度进行探讨。
我们需要了解碳钢淬火前后的强度变化原理。
碳钢的强度主要与其晶格结构和晶界间的相互作用有关。
在淬火过程中，由于快速冷却的作用，碳钢中的奥氏体相会产生相变，转变为马氏体相。
马氏体相具有较高的硬度和强度，从而使碳钢的整体强度得到提高。
淬火前的碳钢材料一般为退火状态，其晶粒较大，晶界分布不均匀。
这种结构会导致碳钢的强度较低。
而淬火后，碳钢的晶粒会细化，并且晶界得到重新排列，形成了均匀的马氏体相结构。
这种细小且均匀的晶粒结构能够有效提高碳钢的强度。
淬火过程中，冷却速度的控制也对碳钢的强度起着重要的影响。
冷却速度过快会导致过多的马氏体相形成，从而使碳钢变脆，强度下降。
而冷却速度过慢则会导致马氏体相形成不完全，碳钢的强度也无法得到有效提高。
因此，合理控制淬火过程中的冷却速度，对于碳钢的强度提升至关重要。
碳钢的化学成分也会对淬火后的强度产生影响。
碳钢中的碳含量越高，淬火后形成的马氏体相也越多，强度也会相应提高。
但过高的碳含量会导致碳钢变脆，降低其韧性。
因此，在实际应用中，需要根据具体需求来选择合适的碳钢材料。
总结起来，碳钢淬火前后的强度变化取决于淬火过程中的冷却速度、碳钢的化学成分以及晶粒结构的变化。
合理控制这些因素，能够有效提高碳钢的强度。
在工程应用中，我们可以根据具体需求来选择合适的碳钢材料，并通过优化淬火工艺来达到所需的强度要求。
同时，对于淬火后的碳钢材料，还需要进行适当的回火处理，以提高其韧性和抗冲击性能。
需要注意的是，碳钢淬火过程中存在一定的变形和裂纹的风险。
因此，在实际操作中需要严格控制淬火工艺参数，并采取适当的预防措施，以避免碳钢材料的不良变形和损坏。
碳钢淬火能够显著提高其强度，使其在工程应用中具有更好的性能。
通过合理控制淬火工艺参数，选择合适的碳钢材料，可以实现碳钢的强度提升。
冷却工艺对Q235低碳钢组织及性能的影响
冷却工艺对Q235低碳钢组织及性能的影响李雨森;杨跃辉;李敬;苑少强【摘要】将Q235B低碳钢奥氏体化后采用不同的方式进行冷却,得到不同类型的显微组织,然后测定了其力学性能,试验结果表明:实验钢930℃等温20 min后,随炉冷却得到铁素体和少量珠光体组织;空冷时出现大量的魏氏体,而淬火(水冷)形成板条马氏体.轧态、空冷和随炉冷却后的应力应变曲线虽然都有明显的屈服平台,但组织中存在粗大的多边形铁素体时加工硬化指数相对较高.淬火组织的应力应变曲线则表现为连续屈服.【期刊名称】《铸造设备与工艺》【年(卷),期】2017(000)003【总页数】3页(P48-50)【关键词】低碳钢;冷却方式;应力应变曲线;力学性能【作者】李雨森;杨跃辉;李敬;苑少强【作者单位】唐山盾石机械制造有限责任公司,河北唐山0630202;唐山学院机电工程系,河北唐山063000;唐山学院机电工程系,河北唐山063000;唐山学院机电工程系,河北唐山063000【正文语种】中文【中图分类】TG335.52研究表明：单相组织的钢铁材料具有更优的抗腐蚀性[1]，而目前为提高其力学性能，钢铁材料基本采用多相的组织构成。
因此，开发具有双峰尺度晶粒尺寸分布的钢铁材料不但可以获得更佳的综合力学性能，而且也有利于耐蚀性的改善。
文献[2]采用冷轧后退火的工艺制备出微米和亚微米双峰尺度分布的不锈钢，具有良好的综合力学性能。
因此，如果将此种工艺应用到普通低碳钢上，对低碳钢性能的升级，应用领域的拓展将提供有益的借鉴与参考。
本文以Q235B为研究对象，通过不同冷却方式观察其组织转变，并测试力学性能的变化，为低碳钢双峰尺寸分布组织的制备工艺研究提供基本实验数据。
试验用Q235B商用热轧钢板，厚度为6mm.其化学成分为：w（C）0.14，w（S i）0.16，w（M n）0.70，w（P）0.015，w（S）0.008.在箱式电阻炉中进行加热，热处理过程如图1所示。
碳钢的热处理操作、组织观察及硬度测定
淬火、回火是钢件的重要热处理工艺。所谓 淬火就是将钢件加热到Ac或Acl以上，保温后放 入放入各种不同的冷却介质中快速冷却，以获得 马氏体组织的热处理操作。 钢件，特别是高碳钢件经淬火后得到马氏体 组织时，材质硬而脆，并且工件内部存在很大的 内应力，如果直接进行磨削加工往往会出现龟裂； 一些精密的零件在使用过程中将会引起尺寸变化 而失去精度，甚至开裂。因此钢件淬火后必须立 即进行回火处理。
表6—1 碳钢的临界点
类 别 钢 号 临 界 点（℃）
Ac1
Ac3或Accm
Ar1
Ar3
碳 素 结 构 钢
20 30 40 45 50 60
735 732 724 724 725 727 730 730 730 730 730
855 813 790 780 760 766 770 － 800 820 830
（5） 残余奥氏体（Ar） 当奥氏体中含碳量>0.5％时， 淬火时总有一定量的奥氏体不能转变成为马氏体，而保留 到室温，这部分奥氏体就是残余奥氏体，它不易受硝酸酒 精腐蚀剂的浸蚀，在显微镜下呈白亮色，分部在马氏体之 间，无固定形态，淬火后来经回火， Ar与马氏体很难区 分，都呈白亮色，只有马氏体回火后才能分辨出马氏体间 的残余奥氏体。 （6） 回火马氏体(Mr) 高碳马氏体经低温回火(150～ 250oC)后，马氏体分解，析出与母相共格的极细小的弥 散一碳化物。这种组织称为回火马氏体。由于有极细小的 碳化物析出使回火马氏体易受浸蚀，所以在光学显微镜观 察，回火马氏体仍保持针状马氏体形态，只是颜色比淬火 马氏体深，但极细小的碳化物分辨不清，如照片所示。在 电子显微镜下则可观察到细小的碳化物。 低碳板条状马氏体低温回火以后，马氏体中只发生碳 原子的偏聚，尚未析出碳化物。在光学和电子量微镜下观 察，低碳回火马氏体仍保持条状马氏体形态。中碳钢淬火 以后得到板条状马氏体和片状马氏体的混合组织，回火后 其中片状马氏体易受浸蚀，颜色变深。
新版热处理工艺(热处理工艺对碳钢组织和硬度的影响实验报告)
——淬火是将工件加热到AC3或AC1点以上某一温度保持一定时间。
然后以适当速度快速冷却获得马氏体或（和）贝氏体组织的热处理工艺。
目的：就是为了获得马氏体或下贝氏体组织，提高强度硬度，以便在随后不同温度回火后获得所需要的性能。
1、淬火加热温度淬火温度主要是根据Fe—Fe3C相图中钢的临界点确定。
亚共析钢的淬火加热温度：AC3以上30℃~50℃，使钢完全奥氏体化，淬火后获得全部马氏体组织。
共析钢、过共析钢的淬火加热温度：为AC1以上30℃~50℃，得到奥氏体和部分二次渗碳体，淬火后得到马氏体（共析钢）或马氏体加渗碳体（过共析钢）组织。
2、淬火冷却淬火冷却时，要保证获得马氏体组织，必须使奥氏体以大于马氏体临界冷却速度冷却，而快速冷却会产生很大淬火应力，导致钢件的变形与开裂。
因此，淬火工艺中最重要的一个问题是既能获得马氏体组织，又要减小变形、防止开裂。
常用冷却介质：目前应用最广泛的淬火冷却介质是水和油。
实际生产中，使用的冷却介质较多，到目前为止，尚未找到一种介质，能完全符合理想淬火冷却速度的要求。
水具有较强烈的冷却能力，用作奥氏体稳定性较小的碳钢的淬火，水冷却介质最为合适。
油的冷却能力比水小，因此，生产中用油作冷却介质，只适用于过冷奥氏体稳定性较大的合金钢淬火。
常用淬火方法：主要有单介质淬火、双介质淬火、马氏体等温淬火、贝氏体等温淬火。
选择适当的淬火方法可以保证在获得所要求的淬火组织和性能条件下，尽量减小淬火应力，减少工件变形和开裂倾向。
工程材料及成形工艺基础淬火冷却方法（1）单介质淬火是采用一种淬火介质中一直冷却到室温的淬火方法。
这种淬火方法的优点是操作简便，适用于形状简单的碳钢和合金钢工件。
形状简单、尺寸较大的碳钢工件多采用水淬，小尺寸碳钢件和合金钢件一般用油淬。
缺点对大尺寸和或形状复杂的工件，采用水淬变形开裂倾向大，而油淬冷却速度小，淬不硬。
（2）双介质淬火是将工件加热奥氏体化后先浸入冷却能力强的介质，在组织即将发生马氏体转变时，立即转入冷却能力弱的介质中冷却。
碳含量,淬火温度,冷却方式对碳钢硬度的影响
碳含量,淬火温度,冷却方式对碳钢硬度的影响为了掌握碳钢的硬度，需要了解碳含量、淬火温度以及冷却方式对其产生的影响。
首先，碳含量是影响碳钢硬度的最重要因素。
在普通碳钢中，碳含量通常在0.2%~0.5%之间。
这些碳原子会在钢中形成碳化物，使钢的硬度增加。
因此，随着碳含量的增加，钢的硬度也会增加。
其次，淬火温度也会影响碳钢的硬度。
淬火是钢制品在高温下快速冷却的过程，能够使碳化物更加均匀地分布在钢的晶体中。
一般来说，淬火温度越高，碳化物的分布就越不均匀，硬度也会降低。
最后，冷却方式也会影响碳钢的硬度。
不同的冷却方式可以产生不同的晶体结构，从而影响钢的硬度。
例如，空气冷却方式可以产生较粗的晶体结构，从而降低钢的硬度；而水淬方式可以产生较细的晶体结构，从而提高钢的硬度。
综合以上三个因素，可以得出一个结论：在碳钢制品的生产过程中，可以通过控制碳含量、淬火温度以及冷却方式来控制其硬度。
当碳含量适当、淬火温度适宜、冷却方式科学时，可以获得最佳的硬度效果。
- 1 -。
浅析热处理工艺对45钢组织和性能的影响
浅析热处理工艺对45钢组织和性能的影响为了明确热处理工艺对45钢的影响，本文研究了退火，正火，淬火，低温回火、中温回火和高温热处理等对45钢显微组织及布氏硬度的影响规律，结果表明：碳含量是受热处理影响最显著45钢的硬度和强度随碳含量的增加而增加，但塑性和韧性降低。
标签：热处理工艺;金相组织;硬度;45钢1 绪论随着工业化进程的加速和基础设施数量的增加，对不同类型钢的需求及其结构性能要求也越来越高。
目前45钢是结构用钢中使用最广泛的一种钢。
中碳优质钢由于其淬透性差，因此在正常条件下需对其进行淬火和回火以此提高其機械性能。
但其冷塑性适中，退火和正火类型优于淬火和回火。
其适用于生产高强度零件，例如齿轮、轴、活塞销以及机加工零件、锻造零件和冲压零件等不受大应力作用的零件[1]。
45钢是一种主要用于机械零件生产的优质碳素钢，故又称机械零件用钢。
45钢的横温通常高于AC3，热处理后具有良好的力学性能。
由于其重复性较低，断面较大，因此不适用于对工件要求较高机械[2]。
为了研究热处理对45钢组织和布氏硬度的影响，对45钢进行了组织检测和布氏硬度测试，测定了热处理过程中的退火，正火，淬火，低温回火，中温回火和高温回火热处理工艺。
对获得的数据进分析，得出热处理过程对45钢结构和性能的影响规律。
2 热处理工艺2.1热处理工艺概念热处理是将固体金属加热到一定温度以保证所需的绝缘效果，并以适当的速度冷却到室温以改变内部结构从而获得所需性能的过程。
钢的特性不同于材料的微观结构，在高温下由于分子运动强烈，钢的分子分布相对均匀。
在奥氏体化温度下热处理一定时间。
首先将材料成分均质化，然后根据相应的热处理获得所需的结构。
经过各种热处理工艺后，当温度缓慢降低时，钢铁材料中铁和碳的分布受到影响，材料的成分分布不均匀，产生了不同的显微组织[3]。
从均匀分布到不均匀分布，需要时间和扩散速率，但是通常温度越高，扩散速率越高。
然后，通过调整时间和温度，可以有选择地控制元素的不均匀分布以获得不同的组合。
碳钢的热处理实验报告
碳钢的热处理实验报告碳钢的热处理实验报告引言：碳钢是一种重要的工程材料，其优良的机械性能和广泛的应用领域使得研究其热处理过程变得至关重要。
热处理是通过对碳钢进行加热和冷却来改变其组织和性能的过程。
本实验旨在探究碳钢的热处理对其力学性能的影响，并进一步了解热处理的原理和应用。
实验过程：1. 实验材料准备：选取一块碳含量为0.45%的碳钢试样，尺寸为10mm×10mm×50mm，并进行表面清洁。
2. 预热处理：将试样置于坩埚中，进行预热处理。
预热温度为800℃，保温时间为30分钟。
预热完成后，将试样迅速取出并放入冷却介质中进行快速冷却。
3. 淬火处理：将预热处理后的试样迅速放入油中进行淬火处理。
淬火温度为800℃，淬火时间为30秒。
淬火完成后，将试样取出并进行清洗。
4. 回火处理：将淬火后的试样放入坩埚中，进行回火处理。
回火温度为300℃，保温时间为60分钟。
回火完成后，将试样取出并进行冷却。
5. 金相显微镜观察：使用金相显微镜对不同处理状态下的试样进行观察和分析，以了解其组织结构的变化。
实验结果与讨论：通过金相显微镜观察，我们可以得到以下实验结果：1. 预热处理：在预热处理后，试样的组织结构发生了明显的变化。
原本均匀的组织结构被破坏，出现了大量的晶界和相分离现象。
这是因为在高温下，碳钢中的碳元素开始扩散，并形成了晶界和相分离。
2. 淬火处理：淬火处理后，试样的组织结构发生了进一步的变化。
试样表面形成了一层硬脆的马氏体，而内部则是残余奥氏体。
这种组织结构使得试样具有了较高的硬度和强度，但也导致了一定的脆性。
3. 回火处理：在回火处理后，试样的组织结构发生了明显的改善。
试样表面的马氏体逐渐转变为较为柔软的渗碳体，而内部的奥氏体也发生了一定的晶粒长大。
这种组织结构使得试样具有了较好的韧性和延展性，同时保持了一定的硬度和强度。
结论：通过以上实验结果的观察和分析，我们可以得出以下结论：1. 碳钢的热处理过程可以显著改变其组织结构和力学性能。
钢的冷却曲线
钢的冷却曲线钢材是一种重要的金属材料，常用于制造机械设备、建筑结构、汽车零件等领域。
在钢的加工过程中，冷却曲线是一个与材料性能密切相关的重要参数。
下面将详细介绍钢的冷却曲线和与之相关的内容。
冷却曲线描述了钢材从高温到室温的冷却过程，是一种表示温度随时间变化的曲线。
冷却曲线反映了钢材冷却速率的快慢，对于钢材的显微组织和性能具有重要影响。
一般来说，冷却速度越快，钢的显微组织越细密，硬度越高；反之，冷却速度越慢，钢的显微组织越粗大，硬度越低。
因此，了解钢的冷却曲线对于合理控制钢材的性能具有重要意义。
钢的冷却曲线受到多种因素影响，主要包括以下几个方面：1. 钢的成分：不同成分的钢具有不同的冷却曲线。
例如，含碳量较高的碳钢在冷却过程中容易发生固溶体转变，产生大量的过饱和奥氏体，并形成粒状珠光体，这会导致钢的硬度较高。
而低碳钢在冷却过程中生成的针状珠光体数量较少，从而使得钢的硬度较低。
2. 冷却介质：冷却介质的选择也会对冷却曲线产生重要影响。
一般来说，钢材的冷却速度与冷却介质的导热性能有关。
例如，在水中冷却，冷却速度较快，可以得到较高硬度的钢。
而在空气中冷却，冷却速度较慢，可以得到较低硬度的钢。
3. 冷却条件：冷却条件包括冷却时间和冷却方式。
冷却时间越长，钢材的温度下降越慢，容易形成较粗大的显微组织，硬度较低。
而快速冷却可以得到较高硬度的钢。
冷却方式也会对钢的冷却曲线产生影响，例如水淬和油淬等。
4. 初始温度：初始温度是指材料开始冷却时的温度。
不同初始温度下的冷却曲线也可能不同。
较高的初始温度意味着冷却时间较长，材料在高温条件下更容易形成较粗大的显微组织，硬度较低。
在实际应用中，钢的冷却曲线需要通过实验测定得到。
常见的测定方法有淬火试验和热扩散试验。
淬火试验通过将钢样加热到预定温度，然后在不同介质中迅速冷却，测定钢材在不同冷却速度下的显微组织和硬度变化。
热扩散试验通过在不同温度下对钢样进行恒温保温，然后迅速冷却，测定钢的显微组织和硬度，从而得到不同温度下的冷却曲线。
碳钢热处理的操作方法
碳钢热处理的操作方法碳钢热处理是通过一系列的加热、保温和冷却等工艺步骤，以改变碳钢的组织结构和性能的方法。
热处理可以分为退火、正火、淬火和回火等几个主要过程。
碳钢的热处理工艺操作方法如下：一、退火退火是指将碳钢加热到一定温度，然后放慢冷却速度，使其达到一定的组织状态。
退火工艺步骤如下：1. 加热：将待处理的碳钢放入炉中，控制加热速度，以避免温度过高或温度分布不均。
2. 保温：在达到设定温度后，保持一段时间，使碳钢组织达到均匀平衡。
3. 冷却：冷却速度对退火效果有着重要影响。
可以选择空气冷却、炉内冷却或用慢速固化剂等方法。
4. 清洁：退火后的碳钢需要进行清洗，以去除氧化皮和其他杂质。
二、正火正火是指将退火后的碳钢加热到一定温度，然后通过快速冷却，使其组织转变成马氏体组织或巴氏体组织。
正火工艺步骤如下：1. 加热：将退火后的碳钢放入炉中，控制加热速度和最终温度。
2. 保温：在达到设定温度后，保持一段时间，使碳钢组织转变成马氏体或巴氏体。
3. 冷却：正火时的冷却速度相对较快，可以选择水淬、油淬或盐浴淬等方法。
4. 清洁：正火后的碳钢需要进行清洗，以去除涂层或其他杂质。
三、淬火淬火是指将加热后的碳钢迅速冷却到室温或低温，使其组织转变成马氏体组织。
淬火工艺步骤如下：1. 加热：将待处理的碳钢放入炉中，控制加热速度和最终温度。
2. 保温：在达到设定温度后，保持一段时间，使碳钢组织转变成奥氏体。
3. 冷却：淬火是通过快速冷却来实现的，可以选择水淬、油淬、盐浴淬或气体辐射等方法。
4. 清洁：淬火后的碳钢需要进行清洁，以去除油污或其他杂质。
四、回火回火是指将淬火后的碳钢加热到较低的温度，然后通过冷却达到特定的组织状态。
回火工艺步骤如下：1. 加热：将淬火后的碳钢放入炉中，控制加热速度和最终温度。
2. 保温：在达到设定温度后，保持一段时间，使碳钢组织转变成所需的组织状态。
3. 冷却：回火的冷却速度较慢，可以选择自然冷却或通过固化剂等方法。
钢的热处理种类
钢的热处理种类钢的热处理种类分为整体热处理和表面热处理两大类。
常用的整体热处理有退火，正火、淬火和回火；表面热处理可分为表面淬火与化学热处理两类。
1.退火退火就是将金属或合金的工件加热到适当温度（高于或低于临界温度，临界温度即使材料发生组织转变的温度），保持一定的时间，然后缓慢冷却（即随炉冷却或者埋入导热性较差的介质中）的热处理工艺。
退火工艺的特点是保温时间长，冷却缓慢，可获得平衡状态的组织。
钢退火的主要目的是为了细化组织，提高性能，降低硬度，以便于切削加工；消除内应力；提高韧性，稳定尺寸。
使钢的组织与成分均匀化；也可为以后的热处理工艺作组织准备，根据退火的目的不同，退火有完全退火、球化退火、消除应力退火等几种。
退火常在零件制造过程中对铸件、锻件、焊件接进行，以便于以后的切削加工或为淬火作组织准备。
2.正火将钢件加热到临界温度以上30-50℃,保温适当时间后，在静止的空气中冷却的热处理工艺称为正火。
正火的主要目的是细化组织，改善钢的性能，获得接近平衡状态的组织。
正火与退火工艺相比，其主要区别是正火的冷却速度稍快，所以正火热处理的生产周期短。
故退火与正火同样能达到零件性能要求时，尽可能选用正火。
大部分中、低碳钢的坯料一般都采用正火热处理。
一般合金钢坯料常采用退火，若用正火，由于冷却速度较快，使其正火后硬度较高，不利于切削加工。
3.淬火将钢件加热到临界点以上某一温度（45号钢淬火温度为840-860℃,碳素工具钢的淬火温度为760～780℃）,保持一定的时间，然后以适当速度冷却以获得马氏体或贝氏体组织的热处理工艺称为淬火。
淬火与退火、正火处理在工艺上的主要区别是冷却速度快，目的是为了获得马氏体组织。
也就是说要获得马氏体组织，钢的冷却速度必须大于钢的临界速度。
所谓临界速度就是获得马氏体组织的最小冷却速度。
钢的种类不同，临界冷却速度不同，一般碳钢的临界冷却速度要比合金钢大。
所以碳钢加热后要在水中冷却，而合金钢在油中冷却。
碳钢的热处理及硬度测试实验报告
碳钢的热处理及硬度测试实验报告碳钢的热处理及硬度测试实验报告引言：碳钢是一种重要的金属材料，广泛应用于机械制造、汽车工业、航空航天等领域。
热处理是改变碳钢组织和性能的重要方法之一，而硬度测试则是评估热处理效果的关键指标。
本实验旨在研究碳钢的热处理过程对其硬度的影响，并通过硬度测试来验证热处理效果。
一、实验材料与方法1. 实验材料：选择一块碳含量为0.45%的碳钢样品作为实验材料。
2. 实验仪器：硬度计、电炉、冷却介质等。
3. 实验步骤：a. 将碳钢样品切割成适当大小的试样，并进行打磨和抛光，以保证试样表面光滑。
b. 将试样放入预热至800℃的电炉中，保温一定时间，使试样达到均匀的高温状态。
c. 将试样迅速取出，通过不同的冷却介质（如水、油、空气等）进行快速冷却。
d. 对不同热处理工艺下的试样进行硬度测试，记录测试结果。
二、实验结果与分析经过不同热处理工艺后，得到了如下实验结果：1. 水淬试样的硬度值为60HRC，表明水淬处理使碳钢试样达到了较高的硬度。
2. 油淬试样的硬度值为45HRC，相对于水淬处理，油淬处理得到的硬度值较低。
3. 空气冷却试样的硬度值为30HRC，明显低于水淬和油淬处理的硬度值。
通过对实验结果的分析，可以得到以下结论：1. 水淬处理是一种快速冷却方法，能够使碳钢试样达到较高的硬度。
这是因为水的冷却速度更快，能够迅速固定碳钢中的组织结构，形成较硬的马氏体组织。
2. 油淬处理相对于水淬处理，冷却速度较慢，导致试样中的马氏体含量较低，硬度值相对较低。
3. 空气冷却处理是一种较为温和的处理方法，冷却速度较慢，试样中的马氏体含量较低，硬度值最低。
三、实验结论通过本实验的研究，可以得出以下结论：1. 碳钢的热处理工艺对其硬度有显著影响，快速冷却可以提高碳钢的硬度。
2. 不同的冷却介质对碳钢的硬度有不同影响，水淬处理可以得到最高的硬度值。
四、实验总结本实验通过研究碳钢的热处理过程对其硬度的影响，验证了热处理对碳钢性能的改变。
碳钢热处理实验报告
碳钢热处理实验报告碳钢热处理实验报告引言：碳钢是一种重要的金属材料，其优异的机械性能和广泛的应用领域使得研究碳钢的热处理工艺变得至关重要。
本实验旨在探究不同热处理工艺对碳钢性能的影响，为工程领域提供参考依据。
实验材料和方法：本实验使用的碳钢样品为标准化处理后的低碳钢，采用了常见的热处理工艺，包括退火、淬火和回火。
实验过程中，我们控制了加热温度、保温时间和冷却速率等关键参数，并通过金相显微镜、硬度计和拉伸试验机等设备对样品进行了性能测试。
实验结果与讨论：1. 退火处理：退火处理是通过加热到临界温度后缓慢冷却，以消除内部应力和改善材料的塑性和韧性。
我们通过金相显微镜观察到，在退火处理后，碳钢晶粒变得较大且均匀，晶界清晰。
硬度测试结果显示，退火处理后的碳钢硬度显著降低，表明材料的韧性得到了提高。
拉伸试验结果也证实了这一观点，退火处理后的碳钢具有更好的延展性和塑性。
2. 淬火处理：淬火处理是通过迅速冷却来使碳钢快速固化，以提高其硬度和强度。
我们选择了不同冷却介质进行淬火处理，包括水、油和空气。
实验结果表明，使用水冷却的碳钢样品硬度最高，而使用空气冷却的样品硬度最低。
这是因为水的冷却速率最快，能够迅速固化碳钢晶体结构，而空气的冷却速率较慢，使得晶体结构得以缓慢固化。
淬火处理后的碳钢晶粒较细小，晶界清晰，但也容易产生内部应力，因此需要进行回火处理。
3. 回火处理：回火处理是通过加热淬火后的碳钢样品，然后缓慢冷却，以减轻内部应力并提高碳钢的韧性。
我们采用了不同的回火温度进行实验，结果显示，回火温度越高，碳钢的硬度越低，但韧性和塑性也随之降低。
因此，在实际应用中需要权衡硬度和韧性的要求，选择合适的回火温度。
结论：通过本次实验，我们得出了以下结论：- 退火处理能够改善碳钢的塑性和韧性；- 淬火处理能够提高碳钢的硬度和强度，但也容易产生内部应力；- 回火处理能够减轻内部应力，提高碳钢的韧性，但会降低硬度。
这些结论对于工程领域中选择合适的热处理工艺具有重要的指导意义，能够帮助工程师们优化碳钢材料的性能，提高产品的质量和可靠性。
连铸冷却强度对钢材带状组织级别影响的试验研究
连铸冷却强度对钢材带状组织级别影响的试验研究近年来，随着大功率、大能量电源的快速发展，钢材的电源能力和性能也有了较大的提升，但钢材的结构特性是否会因为连铸冷却强度发生变化一直是研究者们关注的焦点。
为了更深入地了解连铸冷却强度对钢材带状组织级别影响，国内外科研团队旨在精确地研究连铸冷却过程中影响钢材组织的参数，确定出最佳的冷却模式。
首先，本试验对含碳低碳钢、冷镦钢和热镦钢均进行了连铸冷却试验，通过改变连铸冷却速度及组织设计，探究不同冷却强度下钢材带状组织级别的变化。
结果表明，当冷却速度从慢到快时，细粒度级别会急剧上升，粗晶粒度级别也会相应地降低。
同时，畴变形程度也会随着冷却速度的提高而增加。
综上所述，连铸冷却强度会直接影响钢材带状组织的细粒度级别和畴变形程度，因此有必要适当控制冷却强度来调节细粒度级别和畴变形程度。
其次，为进一步验证冷却强度的影响，本次试验同时对高碳钢和铁素体钢也进行了连铸冷却试验。
从实验结果来看，高碳钢的细粒度级别会因冷却强度而出现明显变化，而铁素体钢则没有明显变化。
研究还发现，当冷却速度从慢到快时，高碳钢中细晶粒的比例会从35.79%降低至31.6%，而铁素体钢中细晶粒的比例则从37.21%增加至37.81%。
最后，为了给出最佳的冷却模式，本试验采用了一系列的试验方法，包括X射线衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）、金相显微组织分析等，来分析连铸冷却强度对不同类型钢材带状组织影响的机理。
从实验结果来看，最佳冷却模式应当达到细粒度级别高、畴变形程度低的双重要求，这样才能满足不同类型钢材的多种应用要求。
综上所述，本次试验成功地探讨了连铸冷却强度对钢材带状组织影响的机理，并确定出了最佳冷却模式。
随着技术的进步，希望本次的研究成果能够对钢材的性能改善有一定的指导意义，为提高产品质量和发展新技术提供有力的技术支持。
实验研究证实，连铸冷却强度会直接影响钢材带状组织的细粒度级别和畴变形程度，因此要控制好冷却强度。
冷却速度最快的热处理工艺
冷却速度最快的热处理工艺一、引言热处理是金属加工中至关重要的环节，它能够显著改变金属材料的物理和机械性能。
在热处理过程中，冷却速度是一个关键因素，因为它直接影响着材料的组织和结构。
不同的热处理工艺对冷却速度有不同的要求。
本文将探讨冷却速度最快的热处理工艺，以及它对材料性能的影响。
二、冷却速度的物理意义冷却速度是指金属材料在加热和冷却过程中，温度变化的快慢程度。
在热处理过程中，冷却速度决定了金属内部原子或分子的排列方式，从而影响材料的机械性能和物理特性。
冷却速度越快，金属内部的原子或分子的排列就越规整，材料的强度、硬度和耐磨性等性能就越好。
三、影响冷却速度的因素冷却速度受到多种因素的影响，包括冷却介质的种类、温度、流速以及金属材料的成分、形状和大小等。
在热处理过程中，可以采用不同的工艺和方法来控制冷却速度。
例如，通过改变淬火介质的温度和流速，可以实现对冷却速度的精确控制。
四、冷却速度最快的热处理工艺方法为了获得最高的冷却速度，通常采用淬火工艺。
淬火是将金属加热到临界温度以上，然后迅速冷却的过程。
淬火的目的是使金属内部原子或分子的排列更加规整，从而提高其机械性能。
为了实现快速冷却，通常采用淬火介质，如油、水或空气等。
通过控制淬火介质的温度和流速，可以有效地提高冷却速度。
例如，在油淬工艺中，通过提高淬火油的温度和流速，可以获得更快的冷却速度。
在某些特殊情况下，还可以采用强烈淬火法，即使用高温、高压的淬火介质来加快冷却速度。
五、冷却速度对热处理效果的影响冷却速度对热处理效果具有显著影响。
在快速冷却过程中，金属内部的原子或分子的排列更加规整，从而提高了材料的强度、硬度和耐磨性等性能。
然而，过快的冷却速度可能导致金属内部产生过大的应力，导致开裂或变形。
因此，在实际生产中，需要根据金属材料的种类和热处理的要求选择合适的冷却速度。
例如，对于低碳钢等材料，快速淬火可以提高其硬度和耐磨性，但需要控制冷却速度以防止开裂；对于不锈钢等材料，需要采用缓慢的冷却速度以保持其耐腐蚀性。
钢的冷却方式
钢的冷却方式
摘要：
1.钢的冷却方式简介
2.钢的不同冷却方式的优缺点
3.选择合适的钢的冷却方式
正文：
钢的冷却方式是指在钢的热处理过程中，通过控制冷却速度和冷却介质来改变钢的组织结构和性能。
钢的冷却方式包括自然冷却、风冷、水冷、油冷和淬火等。
每种冷却方式都有其优缺点，选择合适的冷却方式可以提高钢的性能和质量。
1.自然冷却
自然冷却是将热处理的钢件放置于室温环境中，让其逐渐冷却。
这种方式简单易行，但冷却速度较慢，容易导致钢件产生内应力和变形。
适用于对性能要求不高的低碳钢。
2.风冷
风冷是通过空气对钢件进行冷却，具有冷却速度较快、成本低廉的优点。
但容易导致钢件表面产生氧化皮和内应力。
适用于对性能要求不高的中碳钢。
3.水冷
水冷是通过水流对钢件进行冷却，具有冷却速度较快、冷却均匀的优点。
但需要配备冷却设备，成本较高。
适用于对性能要求较高的中高碳钢。
4.油冷
油冷是通过油流对钢件进行冷却，具有冷却速度快、冷却均匀、不易氧化和内应力小的优点。
但成本较高，需要配备冷却设备。
适用于对性能要求较高的中高碳钢。
5.淬火
淬火是将钢件快速冷却至相变温度以下，使其组织发生马氏体转变。
具有高硬度、高强度和良好的耐磨性等优点。
但容易产生内应力和变形，需要后续热处理来调整性能。
适用于对性能要求较高的中高碳钢。
选择合适的钢的冷却方式需要根据钢的成分、性能要求、生产成本和实际操作条件等因素进行综合考虑。
碳钢的冷却带曲线
碳钢的冷却带曲线【实用版】目录1.冷却曲线的概念2.碳钢的冷却带曲线3.冷却带曲线对碳钢性能的影响4.结论正文一、冷却曲线的概念冷却曲线，是金属热处理工艺中，工件加热后冷却温度与时间关系的曲线。
在金属加工中，冷却过程对金属的组织结构和性能有着重要的影响。
通过控制冷却过程，可以实现对金属材料性能的调控，以满足不同使用场景的需求。
冷却曲线可用等距、单对数或双对数坐标绘制，能够直观地反映金属冷却过程中的温度变化规律。
二、碳钢的冷却带曲线碳钢是一种含碳量在 0.008%-2.11% 之间的铁碳合金，其冷却带曲线是研究碳钢热处理工艺的重要依据。
碳钢在加热至某一温度并保持一段时间后，随后进入冷却过程。
在冷却过程中，碳钢的温度逐渐降低，组织结构发生相应变化。
通过控制冷却速度和温度，可以改变碳钢的组织结构，从而调节其性能。
三、冷却带曲线对碳钢性能的影响冷却带曲线对碳钢的性能有着重要影响，具体表现在以下几个方面：1.淬火时的冷却方式：通过调整冷却速度和温度，可以实现不同的淬火方式，如常规淬火、快速淬火和慢速淬火等。
不同的淬火方式会导致碳钢的组织结构和性能产生差异，从而满足不同使用场景的需求。
2.淬火介质的冷却能力：淬火介质的冷却能力对碳钢的冷却带曲线有重要影响。
不同冷却能力的淬火介质会导致碳钢冷却过程中的温度变化规律不同，进而影响其组织结构和性能。
3.碳钢的相变规律：在冷却过程中，碳钢会发生相变，如奥氏体转变为马氏体等。
通过控制冷却带曲线，可以调节相变规律，从而实现对碳钢性能的调控。
四、结论冷却带曲线是研究碳钢热处理工艺的重要依据，对碳钢的性能有着重要影响。
通过控制冷却速度和温度，可以改变碳钢的组织结构，从而调节其性能，以满足不同使用场景的需求。
钢压延加工中的冷却速率与热处理效果考核试卷
B.正火
C.退火
D.回火
20.在钢压延加工中，以下哪些情况可能需要调整冷却速率？（）
A.钢材表面出现裂纹
B.钢材尺寸精度不足
C.钢材内部应力过大
D.钢材表面硬度过高
三、填空题（本题共25小题，每小题1分，共25分，请将正确答案填到题目空白处）
1.钢压延加工中，冷却速率过快可能导致______的产生。
B.降低钢材的内部应力
C.增加钢材的尺寸精度
D.提高钢材的疲劳寿命
28.热处理过程中的回火是为了（）
A.降低钢材的硬度
B.提高钢材的塑性
C.增加钢材的韧性
D.提高钢材的疲劳强度
29.以下哪种冷却方式适用于工具钢的淬火？（）
A.水冷
B.酒精冷
C.空冷
D.油冷
30.钢铁在热处理过程中发生贝氏体转变时，通常伴随着（）
2.热处理过程中的______操作可以降低钢材的硬度。
3.冷却速率对钢材的______和性能有重要影响。
4.在钢压延加工中，提高冷却速率通常可以______钢材的尺寸精度。
5.热处理过程中的______操作可以提高钢材的韧性。
6.冷却介质的选择对钢压延加工后的______有重要影响。
7.钢材在______温度范围内进行淬火处理，可以获得马氏体组织。
16.热处理过程中的退火可以提高钢材的塑性。（）
17.钢压延加工中，冷却速率对钢材的内部组织没有影响。（）
18.冷却速率对钢材的耐高温性没有影响。（）
19.热处理过程中的正火可以消除钢材的硬脆性。（）
20.在钢压延加工中，冷却速率越慢，钢材的表面硬度就越低。（）
五、主观题（本题共4小题，每题5分，共20分）
钢在不同热处理状态下的显微组织实验报告
实验七钢在不同热处理状态下的显微组织一、实验目的1. 观察碳钢经不同形式热处理后的显微组织特征。
2. 了解热处理工艺对钢的组织和性能的影响。
二、实验原理钢经退火处理后的显微组织基本上与Fe–FeC相图中的各种平衡组织相似，3但在快速冷却条件下的显微组织不能用铁碳相图来加以分析，而应由过冷奥氏体等温转变曲线（C曲线）或连续冷却转变曲线来确定，如图7-1所示共析钢奥氏体等温曲线。
随着冷却条件的不同，过冷奥氏体将发生不同类型的转变。
共析钢过冷奥氏体在不同温度条件下转变的组织特征及性能如表7-1所示。
图7-1 共析钢的奥氏体等温转变曲线珠光体型组织它包括有粗片状珠光体，如图7-2所示；索氏体（细片状珠光体），如图7-3所示；屈氏体（极细片状珠光体），如图7-4所示。
它们都是由铁素体和渗碳体两相组成的机械混合物，它们之间在组织形态上的差别只是片层厚薄不同。
在珠光体型组织中层片越细，强度及硬度则越高，而塑性和韧性则越好。
贝氏体组织贝氏体是过冷奥氏体在珠光体转变区以下，Ms点以上的中温转变产物。
它是由一定饱和度的铁素体和渗碳体组成的两相混合物，但其金相组织形态不像珠光体组织那样成片层相间排列。
根据过冷奥氏体的转变温度不同，贝氏体又分为上贝氏体和下贝氏体。
上贝氏本组织呈暗灰色羽毛状特征，其显微组织如图7-5所示；下贝氏体，组织呈黑色竹叶状特征，其显微组织如图7-6所示。
a—光学显微组织b—电子显微组织图7-2 珠光体的显微组织a—光学显微组织b—电子显微组织图7-3 索氏体a）光学显微镜500X b）电子显微15000X图7-4 屈氏体500X 500X图7-5 上贝氏体图7-6 下贝氏体马氏体碳在α-Fe中的过饱和固溶体叫做马氏体，它是淬火所得到的组织。
马氏体的组织形态可依马氏体含碳量的高低不同而形成两种形态。
一种是板条状马氏体，其显微组织如图7-7所示，主要出现在低碳钢，故又称为低碳马氏体；一种是针状马氏体，其显微组织如图7-8所示，主要出现在高碳钢，所以又叫高碳马氏体。
热处理含碳量改变
热处理含碳量改变热处理是一种通过对金属材料进行加热和冷却过程来改变其组织和性能的方法。
其中，热处理对于含碳量的影响尤为重要。
在热处理过程中，含碳量的变化会直接影响到材料的硬度、强度和韧性等性能指标。
热处理的过程主要分为三个阶段：加热、保温和冷却。
加热过程中，材料中的碳会发生固溶，即溶解在晶格中。
随着温度的升高，溶解度也会增加。
当达到一定温度时，材料中的碳溶解度达到饱和，这时材料的组织结构开始变化，出现了一些新的相。
保温阶段是为了让材料中的碳充分扩散，使其均匀分布在晶粒中。
保温时间的长短对最终材料性能的影响很大，过短的保温时间会导致碳无法充分扩散，影响材料的性能；而过长的保温时间则会导致晶粒长大，从而影响硬度和强度。
冷却过程是热处理中最关键的一个阶段。
通过控制冷却速度，可以使材料的碳重新固溶或形成新的相。
快速冷却可以得到高硬度的材料，而缓慢冷却则可以获得较高的韧性。
这是因为冷却速度的变化会影响到碳的扩散速率和组织的形成。
热处理对含碳量的改变主要体现在两个方面：碳的溶解度和相的形成。
碳的溶解度随着温度的升高而增加，当温度达到一定值时，材料中的碳才能完全溶解。
而相的形成则与碳的含量和冷却速度有关。
不同的相具有不同的性质，对材料的性能产生不同的影响。
对于低碳钢来说，热处理可以通过控制加热温度和冷却速度来改变其性能。
例如，高温加热可以使低碳钢中的碳充分溶解，冷却速度的快慢则可以调节钢材的硬度和强度。
快速冷却可以得到马氏体组织，具有较高的硬度和强度；而慢速冷却则可以得到铁素体组织，具有较高的韧性。
对于高碳钢来说，热处理的目的是通过加热和冷却过程来控制其组织，从而达到提高硬度和强度的目的。
高碳钢中的碳含量较高，加热过程中碳的溶解度较低，因此需要较高的加热温度。
冷却速度的快慢也会影响到高碳钢的组织形成，快速冷却可以得到马氏体组织，而慢速冷却则会得到珠光体组织。
除了低碳钢和高碳钢外，中碳钢的热处理也具有重要的意义。
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２ ０ １ １年 １月
东 北 大 学 学 报 （ 自 然 科 学 版 ） Ｊ ｏ ｕ ｒ ｎ ａ ｌ ｏ ｆ Ｎｏ ｒ ｔ ｈ ｅ ａ ｓ ｔ ｅ ｒ ｎ Ｕｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ （ Ｎａ ｔ ｕ ｒ ａ ｌ Ｓ ｃ ｉ ｅ ｎ ｃ ｅ ）
第 ｌ期
王
斌 等 ：超 快速 冷却 对 中碳钢 组 织和 性 能 的影响
４ ９
于 钢铁材 料 的循 环利 用 ．
流后 卷取 温 度相 当 ， 只有 工艺 ６卷取 温度 较低 ．
表 ２ 热 轧 实 验 工 艺参 数
Ｔ ａ ｂ ｌ ｅ ２ Ｐ ａ ｒ ａ ｍｅ ｔ ｅ ｒ ｓ ｏ ｆ ｈ ｏ ｔ ｒ ｏ ｌ ｌ ｉ ｎ ｇ ｅ ｘ ｐ ｅ ｒ ｉ ｍｅ ｎ ｔ ｓ
轧制 实验 在 配 有 多 种 冷 却 装 置 的 声 ４ ５ ０ ｍｍ
轧机上 进行 ， 高 温 热 轧 后 冷 却 装 置 包 括 常规 冷 却
器和超 快速 冷 却 器 ， 为 模 拟 实 验钢 轧 制后 的加 速
２ 实验 结 果
２ ． １ 显 微 组 织
冷 却提 供 了便 利 条 件 ． 将坯料 在 Ｋ Ｏ Ｉ Ｏ箱 式 碳 棒 加 热炉 中加 热 到 ｌ １ ５ ０℃ ， 并保 温 １ ｈ后 进行 ９道 次轧制 ， 终 轧温度 控 制在 ８ ８ ０℃左 右 ． 板坯 的初 始
ＶＯ １ ． ３ ２． Ｎｏ． １
Ｊ ａ ｎ． ２ ０ １ １
超 快 速 冷 却 对 中碳 钢 组 织 和 性 能 的 影 响
（ 东 北 大 学 轧 制 技 术 及 连轧 自动 化 国家 重 点 实 验室 ，辽 宁 沈 阳 １ １ ０ ８ １ ９ ）
加大 了轧机 的载荷 ． 如果 变形量 小 ， 则 又降低 了碳 化物颗 粒 的 细化 效 果 ．而 且 低 温 轧 制 待 温 时 间 长， 恶化 了劳 动条 件 ，影 响轧 机产 量 ，降低 了生 产效率 ． 本文将 超 快 速 冷却 技 术应 用 于 中碳 钢 的
现快速有 效 的轧后 冷 却 ， 使 得 钢 材 冷却 过 程 中的 温度控制 要求更严 格 ． 超快 速冷 却 （ ＵＦ Ｃ， ｕ ｌ ｔ ｒ ａ ｆ ａ ｓ ｔ ｃ ｏｌ ｉ ｎ ｇ ） 技术 由于 其 短 时 、 快速 、 准 确 控 温 的 特点 打破 了轧线 冷 却 能 力不 足 的制 约 ， 而受 到 国
中碳钢 含碳 （ 质量分数 ） ０ ． ３ ％ ～０ ． ６ ％， 属 于
内外 广泛 的关 注 ， 在热 轧 工 艺过 程 中常与 缓 冷技
优质 碳 素结 构 钢 ， 是 一 种 数量 大 、 品种 多 、 应 用 广 的钢 类 ， 是 机 械 工业 的 主要 材料 ｌ ， 其 性 能 主 要
ｔ ｅ ｍｐ ｅ ｒ ａ ｔ ｕ ｒ ｅ ｈ ｏ ｔ ｒ ｏ ｌ ｌ ｉ ｎ ｇ Ｓ Ｏ ａ ｓ ｔ ｏ ｉ ｍｐ ｒ ｏ ｖ ｅ ｔ ｈ ｅ ｒ ｈ ｙ ｔ ｈ ｍ ｏ ｆ ｒ ｏ ｌ ｌ ｉ ｎ ｇ ｐ ｒ ｏ ｄ ｕ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ
Ｋｅ ｙ ｗ ｏ ｒ ｄ ｓ ：ｕ ｌ ｔ ｒ ａ ｆ ａ ｓ ｔ ｃ ｏｌ ｉ ｎ ｇ （ ＵＦ Ｃ ） ； ｍｅ ｄ ｉ ｕ ｍ ｃ ａ ｒ ｂ ｏ ｎ ｓ ｔ ｅ ｅ ｌ ； ｆ ｅ ｒ ｒ ｉ ｔ ｅ ； ｐ ｅ ａ ｒ ｌ ｉ ｔ ｅ ；ｌ ａ ｍｉ ｎ ａ ｒ ｓ ｐ ａ ｃ ｉ ｎ ｇ
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弊端 ， 提 高 了轧 制 节 奏 ．
关
键
词 ：超快 速冷却 ； 中碳钢 ； 铁素体 ； 珠 光体 ； 片层间距
文 献 标 志 码 ：Ａ 支童 编 号 ：１ ０ ０ ５ — ３ ０ ２ ６ （ ２ Ｏ ｌ １ ） Ｏ ｌ 一 ０ ０ ４ ８ — ０ ４
中图 分 类 号 ：ＴＧ ３ ３ ５ ． ５ ５
ｉ ｍｐ ｒ ｏ ｖ ｅ ｇ ｒ ｅ ａ ｔ ｌ ｙ ｔ ｈ ｅ ｍｅ ｃ ｈ ａ ｎ ｉ ｃ ａ ｌ ｐ ｒ ｏ ｐ ｅ ｒ ｔ ｉ ｅ ｓ ｏ ｆ ｓ ｐ ｅ ｃ ｉ ｍｅ ｎ ｓ ａ ｎ ｄ ａ ｖ ｏ ｉ ｄ ｔ ｈ ｅ ｏ ｖ ｅ ｒ ｌ ｏ ａ ｄ ｉ ｎ ｇ ｄ ｕ ｅ ｔ ｏ ｌ ｏ ｗ—
取决于 钢 中的碳 含 量 和钢 的组 织 结构 ． 轧 后 加 速
术相 配合 使用 ， 以开发新 的钢 种 ， 同时提 高产 品的 力学 性能 ［ ２ ４ １ ．
由于低 温终 轧工艺 轧制 温度低 ， 变形抗 力大 ，
冷却作 为提 高钢铁 材料性 能 和实现 钢种 开发 的重
要工艺 手段 ， 在钢铁 生产 中发挥 着重 要作用 ． 为 了 获得所需 要 的微 观组 织 形 态 和力 学 性 能 ， 要 求 实
收稿 日期 ：２ ０ １ ０ 一Ｏ ３ — ２ ２
轧制 冷却 过程 中 ， 通 过控 制 铁 素体 分 布 以及 细化
珠 光体 片层 间距 ， 在不 降低 终轧温 度 的同时 ， 获得
了优 良的力学性 能 ， 既节省 了资源 和能源 ， 又有利
基 金项 目 ：国 家 自然科 学 基 金 资 助 项 目（ ５ １ ０ ０ ４ ０ ３ ７ ） ； 中央 高 校 基 本科 研 业 务 费 专 项 资金 资助 项 目 （ Ｎ ０ ９ ０ ３ ０ ７ ０ ０ ２ ） ． 作 者 简 介 ：王 斌 （ １ ９ ８ ４一） ， 男， 辽 宁 锦 州人 ， 东 北 大 学 博 士 研究 生 ；王 国栋 （ １ ９ ４ ２一） ， 男， 辽 宁 大 连人 ， 东ｊ Ｂ 大学教授 ， 博 士 生 导 师 中 国工 程 院 院士 ．
１ 实 验 材 料 和方 法
实验 所用 材料 为 真空感 应 炉冶 炼 的 中碳 钢坯
料， 浇铸 成 钢 锭 后 被 锻 造 成 厚 度 为 ６ ０ ｍｍ 的 板 坯， 其 化学 成 分如 表 １所示 ．
表 １ 实验 用钢 的 化 学 成 分 （ 质 量分数 ）
Ｔａ ｂｌ ｅ １ Ｏｈ ｅｍ ｉ ｃａｌ ｃｏ ｍｐ ｏｓ ｉ ｔ ｉ ｏ ｎ ｓ ｏｆ ｔ ｅ ｓ ｔ ｅ ｄ ｓ ｔ ｅｅｌ ％
厚度为 ６ ０ Ｉ Ｔ ｌ ｍ， 终 轧 后试 样 规格 为 ６ ｍｍ 厚 的钢
选 取板 材平 行 于 轧 向 、 垂 直 于轧 面 的位 置制 作成 金 相试样 ， 在Ｆ Ｅ Ｉ Ｑｕ ａ ｎ ｔ ａ ６ ０ ０扫 描 电镜 上进 行显 微组 织 观察 ， 腐 蚀液 为 ４ ％硝 酸酒 精 溶 液 ． 从 图 １可 以看 出 ， 未 采 用 超 快 速 冷 却 的 室温 显微 组 织（ 图ｌ ａ ） 为 片 层 状 的 珠 光 体 和沿 晶 界 析 出呈 网
ｔ ｈ ｅ ｌ ａ ｍｉ ｎ ａ ｒ ｓ ｐ ａ ｃ ｉ ｎ ｇ ｏ ｆ ｐ ｅ ａ ｒ ｌ ｉ ｔ ｅ ｏ ｂ ｖ ｉ ｏ ｕ ｓ ｌ ｙ ．Ｔｈ ｅ ｓ ｔ ｒ ｅ ｎ ｇ ｔ ｈ ｏ ｆ ｓ ｐ ｅ ｃ ｉ ｍｅ ｎ ｓ ａ ｎ ｄ ｔ ｈ ｅ ｉ ｒ ｉ ｍｐ ａ ｃ ｔ ｔ ｏ ｕ ｇ ｈ ｎ ｅ ｓ ｓ ａ ｔ
Ｅｆ ｆ ｅ ｃ ｔ ｏ ｆ Ｕｌ ｔ ｒ ａ Ｆａ ｓ ｔ Ｃｏ ｏ ｌ ｉ ｎｇ ｏ ｎ Ｍｉ ｃ ｒ ｏ ｓ ｔ ｒ ｕ ｃ ｔ ｕ ｒ ｅ ａ ｎ ｄ Ｍｅ ｃ ｈ ａ ｎ ｉ ｃ ａ ｌ
Ｐｒ ｏ ｐ ｅ ｒ ｔ ｉ ｅ ｓ ０ ｆ Ｍｅ ｄ ｉ ｕ ｍ Ｃａ ｒ ｂ ｏ ｎ Ｓ ｔ ｅ ｅ ｌ ｓ
ＷＡＮＧ Ｂｉ ｎ ，ＺＨＯ Ｕ Ｘｉ ａｏ — ｇｕ ａｎ ｇ，Ｌ， Ｕ Ｚｈ ｅ ｎ — ｙ ｕ， ＷＡＮＧ Ｇｕｏ — ｄｏ ｎ ｇ
（ Ｔ ｈ ｅ Ｓ ｔ ａ ｔ ｅ Ｋ ｅ ｙ Ｌ ａ ｂ ｏ ｒ ａ ｔ ｏ ｒ ｙ ｏ ｆ Ｒ ｏ ｌ ｌ ｉ ｎ ｇ ａ ｎ ｄ Ａｕ ｔ ｏ ｍａ ｔ ｉ ｏ ｎ ，Ｎｏ ｒ ｔ ｈ ｅ ａ ｓ ｔ ｅ ｒ ｎ Ｕｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ ，Ｓ ｈ ｅ ｎ ｙ ａ ｎ ｇ １ １ ０ ８ １ ９ ，Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ． Ｃ ｏ ｒ ｒ ｅ ｓ ｐ ｏ ｎ ｄ ｉ ｎ ｇ ａ ｕ ｔ ｈ ｏ ｒ ： ＷＡ ＮＧ Ｂ ｉ ｎ ， Ｅ ～ ｍａ ｉ ｌ ：ｗ ａ ｎ ｇ ｂ ｉ ｎ ４ ０ ４＠ １ ２ ６ ． ｃ ｏ ｎ） ｒ Ａｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ： Ｔｈ ｅ ｍｉ ｃ ｒ ｏ ｓ ｔ ｒ ｕ ｃ ｔ ｕ ｒ ｅ ａ ｎ ｄ ｍｅ ｃ ｈ ａ ｎ ｉ ｃ ａ ｌ ｐ ｒ ｏ ｐ ｅ ｒ ｔ ｉ ｅ ｓ ｏ ｆ ａ ｃ ｅ ｒ ｔ ａ ｉ ｎ ｇ ｒ ａ ｄ ｅ ｏ ｆ ｍｅ ｄ ｉ ｕ ｍ ｃ ａ ｒ ｂ ｏ ｎ ｓ ｔ ｅ ｅ ｌ ｗｅ ｒ ｅ ｉ ｎ ｖ ｅ ｓ ｔ ｉ ｇ ａ ｔ ｅ ｄ ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍａ ｔ ｉ ｃ ａ ｌ ｌ ｙ ｉ ｎ ｄ ｉ ｆ ｆ ｅ ｒ ｅ ｎ ｔ ｃ ｏ ｎ ｔ ｒ ｏ ｌ ｌ ｅ ｄ ｃ ｏ ｏ ｌ ｉ ｎ ｇ ｐ ｒ ｏ ｃ ｅ ｓ ｓ ｅ ｓ ｕ ｓ ｉ ｎ ｇ ｔ ｈ ｅ ｕ ｌ ｔ ｒ ａ ｆ ａ ｓ ｔ ｃ ｏｌ ｅ ｒ