Page 30 - 理化检验-物理分册2024年第四期
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鹿超超, 等: Q690D 高强度钢的动态连续冷却转变曲线
域存在珠光体和贝氏体的混合组织; 随着冷却速率
的增大, 珠光体含量越来越少, 贝氏体含量越来越
多; 当冷却速率为0.1 ℃ / s时, 仅存在少量珠光体;
当冷却速率达到0.5℃ / s时, 全部为贝氏体; 当冷却
速率为3℃ / s时, 开始出现少量的马氏体, 随着冷
却速率的进一步增大, 马氏体含量逐渐增多; 当冷却
速率达到8℃ / s时, 贝氏体几乎消失, 整个基体组
织基本为马氏体; 当冷却速率增大到 10 ℃ / s以上
时, 组织全部为马氏体。
图4 试样的奥氏体化过程曲线
2.2 不同冷却速率下试样的维氏硬度
图3为不同冷却速率下试样的维氏硬度曲线。 趋势, 当冷却速率达到 0.1 ℃ / s时, 相变点下降到
711℃ 。由于 Mn 、 Cr元素含量较高, 该钢种的淬透
由图3可知: 当冷却速率小于0.1℃ / s时, 组织以珠
性升高, 因此该冷却阶段仍然存在中温相变, 即贝氏
光体和铁素体为主, 试样的维氏硬度较低, 为171~
体相变。由冷却速率为0.01 , 0.02℃ / s时的曲线可
250HV ; 当 冷 却 速 率 为 3 ℃ / s 时, 维 氏 硬 度 为
知, 高温相变区的结束点与中温相变区的开始点相
290HV , 组织基本为贝氏体; 当冷却速率为 8 ℃ / s
对明显分离, 而冷却速率为 0.05 , 0.1℃ / s时, 上述
时, 马氏体使试样的维氏硬度升高至378HV ; 当冷
两个相变点分界线已经不明显, 很难区分。随着冷
却速率大于10℃ / s时, 组织全部为马氏体, 维氏硬
却速率的增大,贝氏体相变结束点逐步降低, 由
度均大于396HV 。
0.01℃ / s时的430℃下降到0.1℃ / s时的380℃ 。
当冷却速率增大到0.5℃ / s时, 高温相变拐点消失,
全部为中温相变, 即全是贝氏体相变, 此时贝氏体相
变开始温度为 615 ℃ , 终止温度为 415 ℃ , 相对较
高。当冷却速率增大到3℃ / s时, 贝氏体的开始相
变温度下降到588℃ , 结束温度下降到390℃ , 在该
冷却速率下, 根据得到的显微组织综合判断, 该相变
点。从冷却速率为8 ℃ / s开始,
终了温度应为 M f
全部为马氏体相变, 相变开始温度约为450℃ , 结束
图3 不同冷却速率下试样的维氏硬度曲线 温度约为307℃ 。
2.3 奥氏体化过程 CCT曲线 2.4 动态 CCT曲线的绘制
将试样的温度以10℃ / s的升温速率从室温加 结合显微组织以及不同冷却速率下的热膨胀曲
点 线, 最终得出 Q690D 钢的动态 CCT 曲线, 如图6所
热到 1200 ℃ , 在此过程中, 试样在 经 过 A c1
( 780℃ ) 并出现相变平台后开始奥氏体化, 随后达 示 [ 18 ] 。由图6可知: 冷却速率低于 0.1 ℃ / s时, 发
点( 885℃ ), 之后进入完全奥氏体化状态, 至 生了先共析铁素体析出的相变现象, 但是即使冷却
到 A c3
此加热过程的相变点结束, 试样的奥氏体化过程曲 速率低到0.01℃ / s , 该相变过程也是高温相变与中
线如图4所示。 温相变的复合, 包含了先共析铁素体相变、 珠光体相
试样经过降温以及形变后, 再对其冷却速率进 变以及贝氏体相变3个过程, 得到的组织为铁素体、
行控制, 得到不同冷却速率下的连续冷却转变曲线。 珠光体以及贝氏体; 同时, 在冷却速率为 0.02~
图5为试样在0.01~20℃ / s冷却速率下的热膨胀 0.25℃ / s时, 珠光体相变与贝氏体相变在膨胀曲线
曲线。由图5可知: 当冷却速率小于0.1℃ / s时, 在 中没有明显界线; 在冷却速率为0.25~2℃ / s时, 发
出现明显高温相变拐点前, 曲线出现弯曲部分, 用切 生贝氏体中温转变, 得到的是单一的贝氏体; 在冷却
线法取点, 对显微组织进行综合判断, 该相变温度应 速率为2℃ / s时, 随着冷却速率的增大, 开始发生
为先共 析 铁 素 体 的 相 变 开 始 点; 当 冷 却 速 率 为 贝氏体中温转变与马氏体低温转变的复合相变, 此
0.01 , 0.02℃ / s时, 珠光体、 铁素体相变开始点基本 时得到的显微组织为贝氏体与马氏体的混合组织;
为770℃ , 随着冷却速率的逐步增大, 相变点呈下降 当 冷却速率达到8℃ / s 时, 该现象消失, 开始发生
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