440MPa级高强IF钢的连续冷却相变规律

（ ） 中图分类号 ： Ｔ Ｇ ３ ３ ５． １ １ 文献标志码 ：Ａ 文章编号 ： １ ０ ０ ０ ３ ７ ３ ８ ２ ０ １ ２ ０ ２ ０ ０ ８ ８ ０ ３ － － －
Ｃ ｏ ｎ ｔ ｉ ｎ ｕ ｏ ｕ ｓ Ｃ ｏ ｏ ｌ ｉ ｎ Ｐ ｈ ａ ｓ ｅ Ｔ ｒ ａ ｎ ｓ ｆ ｏ ｒ ｍ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ Ｌ ａ ｗ ｏ ｆ ｇ ４ ４ ０ ＭＰ ａ Ｈ ｉ ｈ Ｓ ｔ ｒ ｅ ｎ ｔ ｈ Ｉ Ｆ Ｓ ｔ ｅ ｅ ｌ － ｇ ｇ
ｔ ｒ ａ ｎ ｓ ｆ ｏ ｒ ｍ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ
０Fra Baidu bibliotek 引 言
由于汽车对节 能 减 排 的 要 求 ， 高强度钢板在汽 车上的应用越来越多 。 汽车车体零件多采用冲压成
１］ 。在汽 而塑性是 高 强 度 钢 板 的 重 要 性 能 之 一 ［ 形，
奥氏体冷却转变温 度 及 转 变 产 物 之 间 的 关 系 ， 可以 系统地表示出钢板 热 轧 变 形 工 艺 参 数 、 轧后在线冷 却速率对相变开始温度 、 相变速度和组织的影响 ， 是
车用高强度钢板中 ，高强度Ｉ 无间隙原子 ） 钢由于 Ｆ（ 具有较高的强度和优异的深冲性能而成为该领域的 研究热点之一
［ ２］
。
钢的过冷奥氏体连续冷却转变 （ 曲线是组 Ｃ Ｃ Ｔ） 织性能预测和制定各种热加工工艺最重要的技术条 件， 直观地反映了钢 在 连 续 冷 却 条 件 下 冷 却 速 率 与
－１ 在２ 时出现了贝氏体铁素 冷速不断加大 ， ０ ℃ ·ｓ
却至室温 。
＃ 将经过连续转 变 试 验 后 的 试 样 用 ２ ０ ０～２ ０ ０ ０ 砂纸磨平抛 光 ， 然 后 用 体 积 分 数 为 ４％ 的 硝 酸 酒 精
溶液进行腐蚀 ， 在Ｚ Ｅ Ｉ Ｓ Ｓ型 光 学 显 微 镜 下 观 察 显 微 组织 。
第３ ６卷 第２期 ２ ０ １ ２年２月
机 械 工 程 材 料
Ｍ ａ ｔ ｅ ｒ ｉ ａ ｌ ｓ ｆ ｏ ｒ ｅ ｃ ｈ ａ ｎ ｉ ｃ ａ ｌ ｎ ｉ ｎ ｅ ｅ ｒ ｉ ｎ Ｍ Ｅ ｇ ｇ
Ｖ ｏ ｌ ． ３ ６ Ｎ ｏ ． ２ Ｆ ｅ ｂ ． ０ １ ２ ２
４ ４ ０ ＭＰ ａ 级高强Ｉ Ｆ 钢的连续冷却相变规律
： Ａ ｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ Ｔ ｈ ｅ ｓ ｔ ａ ｔ ｉ ｃ ａ ｎ ｄ ｄ ｎ ａ ｍ ｉ ｃ ｃ ｏ ｎ ｔ ｉ ｎ ｕ ｏ ｕ ｓ ｃ ｏ ｏ ｌ ｉ ｎ ｔ ｒ ａ ｎ ｓ ｆ ｏ ｒ ｍ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ（ Ｃ Ｃ Ｔ） ｃ ｕ ｒ ｖ ｅ ｓ ｏ ｆ ４ ４ ０ ＭＰ ａ ｈ ｉ ｈ ｓ ｔ ｒ ｅ ｎ ｔ ｈ － ｙ ｇ ｇ ｇ
１ 试样制备与试验方法
试验用铸 坯 为 自 行 冶 炼 ， 其化学成分（ 质量分 ， 数／％ ）为 ０． ０ ０ ３ Ｃ， ０． ０ ０ ５ Ｎ， １． ０ Ｍ ｎ ０． ０ ０ ５ Ｓ， ， 。 ０． ０ ２ Ｎ ｂ ０． ０ ２ Ｔ ｉ 动态连续冷却转变试验在 Ｇ ｌ ｅ ｅ ｂ ｌ ｅ ３ ５ ０ ０ 型热模 拟 试 验 机 上 进 行 ，静 态 连 续 冷 却 转 变 试 验 在
图 ２ 动态 Ｃ Ｃ Ｔ 曲线 Ｆ ｉ ． ２ Ｄ ｎ ａ ｍ ｉ ｃ Ｃ Ｃ Ｔ ｃ ｕ ｒ ｖ ｅ ｓ ｇ ｙ
开始 温 度 在 ８ 动 态 转 变 时， ８ ０～７ ０ ０ ℃ 之 间； Ａ→Ｆ 转变开 始 温 度 在 ８ 即变形提高了 ８ ０～８ ２ ０ ℃ 之 间， 随 冷 速 的 提 高， Ａ→Ｆ转变开始 温 度 。 动 态 转 变 时 ， －１ 铁素体转变区域增 大 ， 只在３ 时才出现贝 ０ ℃ ·ｓ 氏体铁素体组织 。 这是因为变形增加了奥氏体的变 形储能 ， 一方面变形使奥氏体晶粒拉长 ， 晶界面积增 加， 另一方面变形改变了晶界结构 ， 使原子排列更加 无序 ， 导致单位面 积 的 晶 界 能 增 加 ， 显 然， 位错能也 增加 。 尽管变形储能的增加对铁素体晶核长大的影 响不大 ， 但使铁素 体 的 形 核 率 大 大 提 高 。 而 后 由 于
； 收稿日期 ： 修订日期 ： ２ ０ １ １ ０ ３ ２ ２ ２ ０ １ １ １ ０ ０ １ － － － － ） ； 基金项目 ： 北京市科委重 大 项 目 （ 国家“ 十一五” Ｄ ０ ７ ０ １ ０ ３ ０ ０ ７ ０ ０ ７ ０ １ ） 科技支撑计划项目 （ ２ ０ ０ ６ Ｂ Ａ Ｅ ０ ３ Ａ ０ ６ ， 作者简介 ： 王纯 （ 女， 天津人 ， 硕士研究生 。 １ ９ ８ ５－ ） 导师 ： 赵爱民教授
３］ 。 制定钢材控轧控冷工艺参数的重要依据 ［
为解决某厂 试 生 产 抗 拉 强 度 为 ４ ４ ０ ＭＰ ａ级 高 强度 Ｉ 作者通 Ｆ 钢中出现的热轧晶粒异常长大问题 ， 过测定该钢的静态与动态 Ｃ 研究了该钢在 Ｃ Ｔ 曲线 ， 连续冷却条件下的 相 变 规 律 ， 为调整轧制工艺提供 依据 。
－１ 静态连续冷却转变试验是将试样以 １ 的速 ０ ℃ ·ｓ
率加热到 １ 保温 ３ｍ 然后 ０ ５ ０ ℃， ｉ ｎ 完全奥氏体化 ，
－１ 分别以 １， 的速率冷却 ３， ５， １ ０， １ ５， ２ ０， ３ ０， ５ ０ ℃ ·ｓ
到室温 。
－１ 动态连续冷却转变试验是以 ２ 的速率 ０ ℃ ·ｓ －１ 然后再以 １ ℃ ·ｓ 的速率 将试样加热到 １ ２ ０ ０ ℃， －１ 加热到 １ 保温 ５ｍ 的速率 ２ ５ ０ ℃， ｉ ｎ 后以 ５ ℃ ·ｓ －１ 冷却到 １ 然后以 ５ｓ 的应变速率进行应变 ０ ５ ０ ℃， －１ 再 以 ５ ℃ ·ｓ 的速率冷却 量为 ４ ０％ 的压缩 变 形 ， －１ 到９ 以１ 的应变速率压缩变形 １ 然 ３ ０ ℃， ０ｓ ５％ ， －１ 后分别以 １， 的速率冷 ３， ５， １ ０， １ ５， ２ ０， ３ ０， ５ ０ ℃ ·ｓ
， ＷＡ Ｎ Ｇ Ｃ ｈ ｕ ｎ， Ｚ Ｈ Ａ Ｏ Ａ ｉ ｉ ｎ Ｓ Ｕ Ｌ ａ ｎ －ｍ
（ ， ， ） Ｒ ｅ ｓ ｅ ａ ｒ ｃ ｈ Ｉ ｎ ｓ ｔ ｉ ｔ ｕ ｔ ｅ ｏ ｆ Ｍ ｅ ｔ ａ ｌ ｌ ｕ ｒ Ｅ ｎ ｉ ｎ ｅ ｅ ｒ ｉ ｎ Ｕ ｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｏ ｆ Ｓ ｃ ｉ ｅ ｎ ｃ ｅ ａ ｎ ｄ Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ Ｂ ｅ ｉ ｉ ｎ Ｂ ｅ ｉ ｉ ｎ １ ０ ０ ０ ８ ３， Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ｇ ｙ ｇ ｇ ｙ ｇ ｙ ｊ ｇ ｊ ｇ
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体组织 。 ２． ２ 显微组织
－１ 由图 ３ 可见 ， 钢在冷速小于 １ 时， 静态 ０ ℃ ·ｓ
室温下显微 组 织 中 只 有 尺 寸 较 大 并 且 呈 等 转变后 ， 轴状的铁素体 ， 其尺寸随冷速的增加有所减小 ， 尺寸 不均匀 ， 在晶界以及 少 数 晶 粒 内 出 现 细 小 的 铁 素 体 表明铁素体形核同时发生在晶界和晶粒内部 。 晶粒 ，
２ 试验结果与讨论
２． １ Ｃ Ｃ Ｔ 曲线 由试验数据做 出 试 验 钢 的 热 膨 胀 曲 线 ， 根据切 线法得到试验钢的静态相变点 ， 并结合显微组织 ， 确 定相变类型 。 将测得的试验钢在不同冷速下的相变 开始点和结束点 描 绘 在 一 起 ， 绘制其 Ｃ 如 Ｃ Ｔ 曲 线， 图 １， ２ 所示 。 从图 １， 在钢的冷却过程中有两 ２ 中可 以 看 出 ， ， 种相变发生 随温度降低 依 次 为 铁 素 体 （ 相 变、 贝 Ｆ） 氏体铁素 体 （ 相 变。 相 变 温 度 随 冷 速 的 增 大 而 Ｂ Ｆ） 降低 ， 并且随冷速的增大 ， 降低的幅度减小 。 比较图 １ 和图 ２ 可 以 看 出 ， 变形促进了奥氏体 。 静态转变时 ， 向铁素体的转变 （ Ａ→Ｆ） Ａ→Ｆ 转变
王 纯 ，赵爱民 ，苏 岚 （ ） 北京科技大学冶金工程研究院 ， 北京 １ ０ ０ ０ ８ ３
摘 要 ：利用膨胀仪和热模拟试验机测定了 ４ ４ ０ ＭＰ ａ 级高强度Ｉ Ｆ 钢的静态和动态 Ｃ Ｃ Ｔ 曲线 ，
并对其相变规律进行了分析 。 结果表明 ： 在静态和动态转变的开始阶段均出现了铁素体组织 ， 随冷 使转变产物晶粒细化 ； 与静态 转 变 相 比 ， 动态转变提高了奥氏 速的提高出现了贝氏体铁素体组织 ， 体向铁素体转变的开始温度 ， 促进了铁素体相变 ， 使转变产物晶粒细化 。 冷却速率 ； 相变 关键词 ：高强度 Ｉ Ｆ 钢； Ｃ Ｃ Ｔ 曲线 ；
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王 纯， 等： ４ ４ ０ ＭＰ ａ级高强 Ｉ Ｆ 钢的连续冷却相变规律 Ｄ Ｉ Ｌ ８ ０ ５ Ａ 型淬 火 变 形 膨 胀 仪 上 进 行 。 根 据 试 验 要 求静态相变点测试试 样 尺 寸 为 动 ４ ｍｍ×１ ０ ｍｍ， 态相变点测试试样尺寸为 １ ０ｍｍ×８ ０ｍｍ。 结合现场实际生产工艺 ， 制定出试验工艺曲线 。