Page 39 - 理化检验-物理分册2019年第五期

史学星, 等: 热轧态 Q３４５ 钢临界点的测定与分析

２．２ 膨胀法测定相变温度
膨胀法测定钢的临界相变点是根据钢样在加热
和冷却时, 由于相变引起的体积效应叠加在膨胀曲
线上, 破坏了膨胀量与温度间的线性关系, 最后根据
热膨胀曲线上所显示的热膨胀的变化点来确定相变
温度.图 ２ 为热轧态 Q３４５ 钢的热膨胀曲线和对应
的一次微分曲线.

图 １ 热轧态 Q ３４５ 钢的显微组织形貌
Fi g 敭１ Microstructuremor p holo gy ofhotrolledQ ３４５steel
采用 DIL４０２C 热膨胀仪测定热轧 Q３４５ 钢的
临界相变点: 首先按照 YB / T５１２７－１９９３ 的规定通
入氩气保护, 以 ３ ℃ min 的速率加热到 A c３ 点( 即
－１
亚共析钢加热时, 所有铁素体均转变成奥氏体的温
度) 测出来后停止试验; 再按照 ASTM A１０３３－１０
的规定先对试样进行预处理, 随后以 １０ ℃ min 的
－１
速率升温到( ７００±５ ) ℃ , 接着以 ０．５ ℃ min 的速
－１
率加热到 A c３ 点测出来后停止试验.仪器会自动采
ϕ
集到线膨胀量 Ｇ 温度曲线, 试样为 ６mm × ２５mm
的圆棒样.
采用 STA４４９C 同步热分析仪测定热轧钢的临

界相 变 点: 分 别 按 照 ASTM A１０３３－１０ 和 YB / T
５１２７－１９９３ 以 １０ ℃ min 和 ２０ ℃ min 的速率
－１
－１
加热到 A c３ 点测出来后停止试验, 通入氩气流量应
不大于 ５０ mL min , 试样 为 ５ mm×２ mm 的
－１
ϕ
图 ２ 热轧态 Q ３４５ 钢的热膨胀曲线和对应的一次微分曲线
圆片.
Fi g 敭２ Thea thermalex p ansioncurvesandb corres p ondin g
２ 试验结果与分析 p rimar ydifferentialcurvesofhotrolledQ ３４５steel
由图 ２a ) 可知, 采用膨胀法按照 YB / T５１２７－
２．１ 计算法测定相变温度 １９９３ 测得的热轧态 Q３４５ 钢的临界点 A c１ 和 A c３ 分
计算法是根据各合金元素和杂质对钢的临界相 别为 ７２９ ℃ 和 ８６３ ℃ , 按照 ASTM A１０３３－１０ 方法
变点的影响进行推算, 该方法可以为其他方法提供 测得的热轧态 Q３４５ 钢的临界点 A c１ 和 A c３ 分别为
参考温度.其计算公式为 [ ２ ] ７２６ ℃ 和 ８６０ ℃ .可见采用膨胀法分别按照两个标
A c１ ＝ ７２３－１０．７w Mn －１６．９w Ni＋２９．１wSi＋ 准的规定, 测得的热轧态 Q３４５ 钢临界相变点值相
( １ )
１６．９wCr＋２９０ w As＋６．３８ w W 差均不大.由图 ２b ) 可知, 虚线为各自膨胀曲线对
A c３ ＝ ９１０－２０３ wC －１５．２ w Ni＋４４．７wSi＋ 应的一次微分曲线, 其可提供更丰富的相变信息, 按
１０４ w V ＋３１．５w Mo＋１３．１w W －３０w Mn － 照 YB / T５１２７－１９９３ 测得的膨胀曲线的一次微分
( ２ ) 曲线上可明显得出珠光体转变成奥氏体相转变结束
１１wCr－２０ wCu ＋７００ wP ＋１２０ w As
式( １ ) 和( ２ ) 应用于碳含量小于 ０．６％ ( 质量分 点, 而按照 ASTM A１０３３－１０ 测得的一次微分曲线
数, 下同), 且每种合金元素都小于 ５％ 的钢种.其 相对更平直, 但无法获得珠光体转变成奥氏体相转
变的结束点.
中 A c１ 为钢加热时, 珠光体变为奥氏体的温度; A c３
为亚共析钢加热时, 所有铁素体均转变成奥氏体的 此外, 由于采用 ASTM A１０３３－１０ 法测定钢的
温度; wx 为相应元素的质量分数. 临界点需要前期预处理试验, 试验操作相对复杂, 试

通过式( １ ) 和( ２ ) 计算, Q３４５ 钢的相变温度 A c１ 验时间 相 对 较 长.故 笔 者 推 荐 釆 用 现 行 的 YB / T
约为 ７３０ ℃ , A c３ 约为 ８５９ ℃ . ５１２７－１９９３ 进行钢的临界点测定.
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