含硅低碳贝氏体钢冷却速度与组织的关系

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含硅低碳贝氏体钢冷却速度与组织的关系

南昌航空工业学院　周贤良　华小珍

摘 要:　研究了低碳含硅贝氏体钢冷却速度对组织的影响。实验发现,在贝氏体中温区可分别转变为粒状贝氏体、粒状组织、混合组织。粒状贝氏体与粒状组织中都存在(M-A)岛。随冷速增加,岛的平均直径减小,岛的形状由颗粒状向条状、甚至膜状转变。

关　键　词:　粒状贝氏体　粒状组织　冷却速度

钢中粒状贝氏体形态、形成条件、转变机理及其力学性能的研究虽近30年,但至今无统一认识。近些年发现主要有两种不同的组织。一种是(M-A)岛无规则地分布在块状铁素体基体上,称为粒状组织;另一种是(M -A)岛有序分布于板条铁素体间,称为粒状贝氏体。这两种组织的力学性能有很大差距[1,2]。本文探讨了冷却速度对Si2Mn2Mo 系低碳贝氏体钢组织形态的影响。

1　试验方法

试验用钢的化学成分(%):C0116,Mn 2.92,Si1.56,Mo0.26,S小于01016,P小于01035。

用Formaster-D型热膨胀仪测定试验钢的CCT曲线;用光学显微镜、透射电镜(TEM)、扫描电镜(SEM)分析钢组织;用定量金相法测定不同冷速下粒状组织和粒状贝氏体量及(M-A)岛的平均直径。

2　结果与讨论

211　CCT曲线

测绘出试验钢的CCT曲线,见图1。

从图1可见,该钢的贝氏体转变起始线B s和转变终止线B f具有较平的特点,即使冷速很小,高温区也不出现贝氏体转变,表明在较宽的冷速范围内都可以得到贝氏体组织。实验在018℃/min冷速时也未发现珠光体类组织。这给我们启示:在低碳Si2Mn2Mo系钢中,只要适应选择较高的含锰量,即使用很低的含钼量也可开发出实用的贝氏体钢

。

图1　试验钢的CCT曲线

212　显微组织

试验钢按图1所示的各种冷速处理后,其组织见图2。

由图2可知,当冷速大于贝氏体转变临

　第18卷第2期　1998年4月 江 西 冶 金

J IAN GXI METALLUR GY

Vol.18,No.4

April 1998

Ξ收稿日期:1998208227

界冷速时,组织中主要是板条马氏体(图

2a );当冷速小于贝氏体转变临界冷速时,主要为粒状贝氏体和粒状组织的混合组织,并且随冷速的增大,粒状组织减少,粒状贝氏体增多(图2c ,2d ),粒状贝氏体量和冷速呈线性关系(图3);当冷速为018℃/min 时,基本上均为粒状组织(图2e );而冷速156℃/min 时,几乎全部为粒状贝氏体(图2b )

。

a

　2680℃/min b 156℃/min c 85℃/min

d 35℃/min

e 0.8℃/min

图2　试验钢不同冷速下形成的组织,×800

图4为粒状贝氏体和粒状组织的透射电

镜图像。经选区衍射后可知,两种组织中的岛都由马氏体和奥氏体组成,未发现其他组织,故一般称之为(M -A )岛。从图4可见,粒状贝氏体由板条铁素体及其间分布有序的(M -A )岛组成,岛的尺寸较小,多呈条状分布,铁素体板条含有较高的位错密度;粒状组织由块状铁素体基体上分布无序的(

M -A )岛组成,岛的尺寸较大,多呈等轴状,而且块状铁素体基体的位错密度较低。由此可知,在试验钢的中温区存在完全不同的两类组织,应该加以区分。

图3　粒状贝氏体量随冷速的变化

・41・江　西　冶　金 1998年4月

213　冷速对(M -A )岛的影响 为了显示(M -A )岛的形貌随冷速的变

化,采用扫描电镜进行分析,见图5

。

a 粒状贝氏体

b 粒状组织

图

4　TEM 像,×30000

a

156℃/min b 85℃/min

c 35℃/min

d 018℃/min

图5　不同冷却速度下的SEM 像,×4000

从图5可以看出,随着冷速的增大,(M -A )岛由颗粒状(小块状)逐渐地转变为条状,甚至转变为膜状。定量金相分析结果表明,随着冷速的增大,(M -A )岛的平均直径逐渐减小(图6)。

3　结论

(1

)Si 2Mn 2Mo 系低碳贝氏体钢连续冷却时可形成粒状贝氏体、粒状组织及其混合

图6　(M -A)岛平均直径随冷速的变化

・

51・第18卷第2期 周贤良等:含硅低碳贝氏体钢冷却速度与组织的关系

组织。粒状贝氏体和粒状组织是两类不同的组织。

(2)随着冷速增大,试验钢组织中的(M -A)岛平均直径减小,形状由颗粒状向条状转变。通过控制冷却速度可以获取不同的组织。

参　考　文　献

1　许念坎等.粒状贝氏体转变的表面浮凸效应和组织分析.理化检验(物理分册),1983;(4):2

2　郭新成.钢中的粒状贝氏体.金属热处理,1983;(2):1

(上接第5页)

率、慢风率从1～9月的6.18%,18.04%骤降至10月的1.44%,6.40%,11月进一步降至1.10%,0.90%,保障了高炉顺行。

萍钢302号高炉1997年1～11月主要经济技术指标见表2。

表2　302号高炉1997年主要经济技术指标

时 间1～9月10月11月

利用系数,t/(m3・d) 1.50011820 2.027入炉焦比,kg/t648549537

治炼强度,t/(m3・d)019780.991 1.100风量,m3/min709741815

喷煤比,kg/t456166

平均风温,℃973992984

休风率,%611811441110

慢风率,%1810461400190

平均风压,kPa136150154

炉顶压力,kPa454650

煤气含CO2,%12.413.013.5

入炉矿品位,%511315311153123焦炭负荷,t/t218723*********生铁含Si,%112401910151

炼钢铁比率,%6318585167100

生铁含S,%010330104101045坐料次数,次211614

塌料次数,次131811

炉渣碱度,R2112051117711242炉渣(MgO),%819291289122

矿石批重,t310641636167

熟料率,%811678411787163生铁合格率,%991851001005　结束语

萍钢高炉生产在1997年10月取得突破,11月高炉利用系数接近210t/(m3・d),主要采取了如下措施:

(1)重视精料工作,把好原燃料入厂关,改善烧结矿和焦炭质量,提高入炉矿综合品位及熟料率,抓好槽下筛分工作,减少入炉粉末。

(2)转变观念,强化管理,深化改革。靠严格管理保证技术措施到位,靠严格管理创出效益。

(3)采用合理的高炉操作制度。根据高炉炉况,降低铁水[Si]含量,缩小[Si]偏差;采用全风作业,增加鼓风动能;扩大矿批,改善煤气利用,保证炉况稳定顺行。

(4)加强设备维护,减少设备故障,精心指挥,精心操作,减少炉内炉外事故,大幅度降低了休风率和慢风率。

今后,仍要加强管理,深化改革,严格执行技术规程,改进操作,使全厂高炉利用系数达到2.0t/(m3・d)以上,各项技术经济指标再上新台阶。

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・江　西　冶　金 1998年4月