Page 21 - 理化检验-物理分册2024年第四期

赵 楠, 等: 一种汽车用微合金非调质钢的连续冷却转变

显微组织以铁素体( F ) 和珠光体( P ) 为主, 并含有少 为732℃ , 试验钢临界点的切点图如图2所示。
量的贝氏体( B ), 且铁素体为多边形大块状, 说明在
较低的冷却速率下, 铁素体充分长大; 随着冷却速率
的增大, 铁素体和珠光体逐渐细化且含量减少, 贝氏

体含量逐渐增大; 当冷却速率增大至 0.2℃ / s时,
显微组织中开始出现马氏体( M ), 此时的组织转变
为铁素体、 珠光体、 贝氏体和马氏体的混合组织;
随着冷却速率的进一步增大, 铁素体和珠光体含
量继续减少, 直到珠光体完全消失, 铁素体也逐渐
变成沿奥氏体晶界析出的细条状; 当冷却速率为
5.0℃ / s时, 铁素体消失, 转变产物为贝氏体与马 图2 试验钢临界点的切点图

氏体; 随着冷却速率的继续增大, 马氏体含量逐渐 不同冷却速率下的相变起始温度如表 2 所示
增大, 贝氏体含量逐渐减少直至完全消失; 当冷却 为铁素体转变结束
( F s
为铁素体转变起始点, F f

速率达到20.0 ℃ / s时, 过冷奥氏体的转变产物全 点, P s 为珠光体转变起始点, P f 为珠光体转变结束
部为马氏体。 点, B s 为贝氏体转变起始点, B f 为贝氏体转变结束
2.2 相变温度和 CCT曲线 点, M s 为马氏体转变起始点, M f 为马氏体转变结

根据膨胀仪采集的时间 - 膨胀量 - 温度曲线,采 束点), 结合各冷却速率下的相变产物, 绘制出试验

钢的 CCT 曲线( 见图3 )。
用切线法确定试验钢的临界点 A c3 为 838℃ , A c1
表2 试验钢在不同冷却速率下的相变温度和组织
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冷却速率 /( ℃ · s ) F s ℃ F f ℃ P s ℃ P f ℃ B s ℃ B f ℃ M s ℃ M f ℃ 室温组织
-1
0.1 703 — — 544 447 372 — — F+P+B
0.2 698 — — 556 471 362 257 206 F+P+B+M ( 少量)
0.5 693 — — 578 505 373 291 219 F+P ( 少量) +B+M
1.0 681 578 — — 518 376 304 238 F+P ( 极少量) +B+M
3.0 656 583 — — 538 388 340 263 F ( 少量) +B+M
5.0 — — — — 541 398 352 260 B+M
10.0 — — — — 525 406 360 252 B ( 少量) +M
20.0 — — — — — — 369 239 B ( 极少量) M
40.0 — — — — — — 370 217 M

从表2中各冷却速率下的相变起始温度及结束
温度可以看出: 铁素体的相变起始温度偏低。由于
该钢中 Mn元素含量较高, 而 Mn元素是强碳化物
形成元素, 固溶于铁素体和奥氏体中, 使铁素体的形
核与长大过程更容易发生, 因此可以在较小冷却速
率下获得较粗大的铁素体 [ 8-10 ] 。同时, Mn元素还能
扩大奥氏体区域, 增强过冷奥氏体的稳定性, 延迟铁
素体的转变, 降低铁素体的相变起始温度 [ 11-12 ] 。此
外, 将微合金元素 Nb 、 V 固溶在试验钢中, 能够提
图3 试验钢的 CCT曲线
高过冷奥氏体的稳定性, 增大过冷度, 使得相变起始
由图3可知: 试验钢的过冷奥氏体转变包含铁 温度降低 [ 13-14 ] 。
素体相变区、 珠光体相变区、 贝氏体相变区、 马氏体 此外, 试验钢在较小冷却速率下就可以得到贝
相变区, 试验钢在小冷却速率下获得组织粗大的多 氏体和马氏体, 并且在研究的较宽冷却速率范围内
边形铁素体及珠光体。 均可获得贝氏体和马氏体, 这主要是钢中合金元素
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