Page 35 - 理化检验-物理分册2021年第八期

周光理, 等: 42CrMo合金钢棒材硬度及显微组织控制

比组织中主要为铁素体及珠光体的原因。
此外, 由于低温轧制工艺的终轧温度满足形变
诱导铁素体相变的形变温度范围, 发生了形变诱导
相变。低温轧制发生形变诱导相变的比例相对较
大。形变诱导相变与无形变静态相变在热力学上最
大的区别是引入了形变储能。形变储能的引入, 使
得临界形核功降低, 铁素体的形核率大大提高 [ 15 ] ,
从而生成了更多的铁素体, 降低了棒材的硬度。
综上所述, 在实际生产过程中, 将生产工艺由常
规轧制改为低温轧制, 将终轧温度由 840 ℃ 降低至

800 ℃ , 可有效改善组织情况, 降低硬度。
3 结论

( 1 )由 42CrMo合金钢动态 CCT 试验得出, 当

冷却速率为 0.1 ℃ · s 时, 42CrMo合金钢显微组织
-1

-1
为铁素体 + 珠光体; 当冷却速率达到 0.3 ℃ · s 时,
其显微组织为铁素体 + 珠光体 + 贝氏体; 当冷却速
图 5 42CrMo合金钢大规格棒材低温轧制后的显微组织形貌

-1
率为0.4~0.75℃ · s 时, 在高温区发生铁素体和珠
Fi g 5 Microstructuremor p holo gy oflar g esizebarof

42CrMoallo y steelafterlowtem p eraturerollin g 光体转变, 在中温区发生贝氏体转变, 在低温区发生

a atthecenterofthebar b at1 2radiusofthebar 马氏体转变; 当冷却速率为 1.0~10.0 ℃ · s 时, 铁
-1
素体和珠光体转变消失, 只发生贝氏体和马氏体转
变, 其显微组织为贝氏体 + 马氏体。
( 2 )将终轧温度由 840 ℃ 降低至 800 ℃ , 在冷

床上的冷却速率控制在0.15~0.3℃ · s , 出保温罩

-1

温度 在 500 ℃ 以 下 时, 所 生 产 的 90 mm 规 格

ϕ
42CrMo合金钢的显微组织为铁素体 + 珠光体, 硬

度在 230~250HBW 之间。
( 3 )相同情况下低温轧制的 42CrMo 合金钢要

比常规轧制的 42CrMo合金钢在冷床上的冷却速率
更低, 更能避免贝氏体组织的产生。
图 6 42CrMo合金钢大规格棒材在冷床上的冷却曲线
参考文献:
Fi g 6 Coolin g curvesoflar g esizebarof

42CrMoallo y steeloncoolin gbed
[ 1 ] 董瀚 . 钢铁 材 料 基 础 研 究 的 评 述 [ J ] . 钢 铁, 2008 , 43
氏 体 转 变, 常 温 轧 制 的 平 均 冷 却 速 率 更 接 近
( 10 ): 1-7.
0.3 ℃ · s , 因此与低温轧制的组织 相 比 多 出 了 很 [ 2 ] 王玉峰, 郑国昱, 阎 岩, 等 . 降 低 42CrMo 钢 轧 态 硬 度

-1
多贝氏体组织。在其他条件相同的情况下, 常规轧 的工艺改进[ J ] . 河北冶金, 2010 ( 4 ): 45-46.
制的钢材温度要比低温轧制的高, 因此其热传递的 [ 3 ] 吴春平, 贺应欢 . 合金棒材生产线优化与圆钢质量改
速度更快, 降温速率更高。 进[ J ] . 柳钢科技, 2011 ( 6 ): 6-8.
[ 4 ] 张宇, 刘仁东, 王科强, 等 .42CrMo 钢动态 CCT 曲线
由图 6 还可知, 低温轧制的降温曲线在 675 ℃
左右有明显的停留, 这是因为低温轧制后的过冷奥 及组织转变[ J ] . 金属热处理, 2012 , 37 ( 12 ): 37-40.
[ 5 ] 余其中 .42CrMo钢热轧小圆棒显微组织及硬度的控
氏体相比于常规轧制的更不稳定, 奥氏体内部更多
制[ D ] . 杭州: 浙江大学, 2013.
的位错有利于铁素体形核, 在这个区间发生了奥氏
[ 6 ] 刘应楼, 储双杰 .42CrMo 钢 连 续 冷 却 曲 线 及 显 微 组
体转变为珠光体及铁素体的相变; 而常规轧制则无
织的研究[ J ] . 金属热处理学报, 1993 , 14 ( 4 ): 44-47.
明显相变停留, 这也证实了低温轧制与常规轧制相 [ 7 ] 袁武华, 彭 振 宇 . 终 轧 温 度 及 轧 后 冷 却 速 率 对
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