热变形参数对超低碳贝氏体钢显微组织的影响

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1、第30卷第5期山东冶金Vol.30，No.52008年10月ShandongMetallurgyOctober2008?????????????????试验研究???????????热变形参数对超低碳贝氏体钢显微组织的影响12113王中学，王慧玉，张思勋，韩文习，刘春明（1莱芜钢铁集团有限公司技术研发中心，山东莱芜271104；2莱芜钢铁股份有限公司棒材厂，山东莱芜271106；3东北大学材料各向异性与织构教育部重点实验室，辽宁沈阳110004）摘要：采用弛豫－析出－控制相变（RPC）工艺，对超低碳贝氏体（ULCB）实验钢进行了不同变形温度、不同弛豫时间、不同变形速率的

2、热模拟试验。利用金相显微镜、SEM、TEM对钢的显微组织进行观察，分析热变形参数对钢显微组织的影响，研究发现：在800～850℃之间变形且弛豫50s后的ULCB钢能够获得约0.5μm宽板条贝氏体组织，其上有大量的高密度位错缠结与Nb（CN）粒子析出。变形速率对ULCB钢的微观组织影响不大。关键词：ULCB钢；热模拟；变形温度；弛豫时间；变形速率；显微组织中图分类号：TG113.12文献标识码：A文章编号：1004-4620（2008）05-0046-03时间为90min，在氩气保护气氛下进行浇铸，压力保1前言持在-0.04MPa，温度为（1600±20）℃。所制备的超低

3、碳贝氏体钢（ULCB）属于高强度、高韧性ULCB钢的成分见表1。钢[1]，因其低成本与高强韧性能的有机结合，在船表1实验钢的成分%舶、海洋石油平台、大型桥梁以及机械设备等领域CSiMnPSMoCuNbBCeq0.050.401.280.0080.0080.250.270.030.0030.37被广泛应用，成为未来替代传统珠光体钢的最佳选择。随着微合金化和细晶强化技术的日益成熟，从表中可以看出，冶炼气氛控制得较好，组织ULCB钢得到迅速发展。近年来针对ULCB钢高温比较均匀，合金元素的回收率均在97.5%以上，[O]、-6变形[2]、回火后的组织性能[3]、连续冷却过程中

4、的组[N]≤20×10。最后，将钢锭的一部分锻造成棒材织影响[4]等方面进行了大量研究，但主要是实验室后加工成φ8mm×15mm的热模拟试样。研究，而对实际大工业生产中相关工艺参数的研究3热模拟实验内容与方法较少。本研究采用目前较成熟的RPC生产工艺，利用热模拟的方法，通过变换热变形参数，探讨变形对于ULCB钢，采用RPC（Relaxation-Precipita-温度、弛豫时间和变形速度对钢显微组织的影响，tionControllingphasetransformation）工艺，即弛豫-从而得出对实际生产有借鉴意义的轧制参数。析出-控制相变技术，将加工好的实验钢试样

5、在Gleeble-2000热模拟试验机上进行热轧模拟实验。2实验钢的成分与制备内容包括进行不同变形温度、不同弛豫时间、不同参照日本590MPa级超低碳贝氏体钢成分设计变形速率的热模拟实验，其中，变形温度的选取主方法[5-6]，首先在超低碳钢中添加微量的Mo、Cu、B等要是根据对ULCB钢测定其Ar3相变点±50℃区间，合金元素，然后在东北大学材料所30kg真空中频感弛豫时间则是依据沉淀析出相的析出时间，具体实应炉中进行冶炼，炉内保持30～50Pa气压。冶炼验工艺方案见图1。1200℃1200℃b）1200℃变形60%c）变形60%a）在850℃保温50s变形60%保温5

6、0s变形温度保温弛豫时间/℃850℃变形速率/℃/℃-1900、850、20、50、100s5、10、15s温度温度800℃温度快冷至快冷至快冷至500℃500℃500℃后空冷后空冷后空冷时间/s时间/s时间/s图1ULCB钢热模拟实验工艺方案实验结束后对钢的微观组织利用金相显微镜、收稿日期：2008-06-11作者简介：王中学，男，1970年生，1992年毕业于安徽工业大学机械扫描电镜（SEM）、透射电镜（TEM）进行观察分析。专业。现为莱钢技术研发中心型钢所所长,高级工程师，从事钢铁材料和H型钢新产品开发工作。46王中学等热变形参数对超低碳贝氏体钢显微组织的影响20

7、08年第5期晶或静态再结晶，此时部分晶粒由于再结晶，且晶4实验结果分析粒内的位错密度较低，造成在随后的冷却过程中部4.1不同变形温度对显微组织的影响分晶核迅速长大形成不规则的板条状贝氏体组图2是将ULCB钢试样在1200℃保温3min，冷织。而在850与800℃下的轧制过程处于未再结晶至不同温度进行60%压缩变形并保温弛豫50s，然区，变形奥氏体中产生高密度位错，在轧后弛豫过后快速冷却至500℃后得到的显微组织，变形温度程中细小的Nb（CN）粒子在位错上析出，对位错形分别为900、850、800℃。在900℃变形时，在变形成有效的钉扎。在