Page 64 - 理化检验-物理分册2024年第十期

孙 忍，等：29CrMo钢连续冷却转变曲线的测定

测试验，具体过程如下：首先，将试样以10 ℃/s加热
速率升温到400 ℃； 然后，以0.05 ℃/s加热速率升温
至1 000 ℃，保温5 min；最后以0.05 ℃/s的冷却速率
冷却至室温，确定其加热时珠光体向奥氏体转变的
温度A c1 和加热时转变为奥氏体的终了温度A c3 。按
照YB/T 5128—2018《钢的连续冷却转变曲线图的
测定膨胀法》，对29CrMo钢进行连续冷却转变曲线
的绘制。首先，将试样以加热速率为5 ℃/s升温至
1 000 ℃，保温5 min后，使试样组织完全奥氏体化；
图 1 29CrMo 钢的显微组织形貌 再分别以 0.1，0.2，0.5，1.0，2.0，3.0，5.0，10，15，
表1 29CrMo钢的化学成分 %
质量分数
项目
C Si Mn P S Cr Mo
实测值 0.32 0.28 0.49 0.011 0.003 0.68 0.94
标准值 0.27~0.35 0.15~0.35 0.40~0.50 ≤0.012 ≤0.002 0.50~0.90 0.85~1.2

20 ℃/s的不同冷却速率将试样冷却至室温，记录下 需借助金相法和硬度法进行增补和校准 。
[5]
冷却过程中试样径向膨胀量随温度的变化曲线。 29CrMo钢以不同冷却速率冷却至室温的显微
将试样冷却后打磨、抛光，采用体积分数为4% 组织形貌如图3所示。随着冷却速率的变快，过冷奥
的硝酸乙醇溶液腐蚀试样，将试样置于光学显微镜 氏体的相变组织由铁素体+珠光体、贝氏体向马氏
下观察。采用维氏硬度计进行硬度测试，试验力为 体转变。当冷却速率为0.1~0.5 ℃/s时，过冷奥氏体
98 N，每个试样各测试5个点，取平均值作为最终测 的转变组织以铁素体和贝氏体为主，还有微量的珠光
试结果。 体，同时随着冷却速率的增大，贝氏体含量增多，铁

2 试验结果与分析 素体和珠光体含量减少。当冷却速率为1.0 ℃/s时，
组织为贝氏体和少量的铁素体，当冷却速率为
2.1 临界点
2.0 ℃/s时，组织全部为贝氏体；当冷却速率升高至
29CrMo钢试样的热膨胀曲线如图 2 所示。由
3.0 ℃/s时，开始出现马氏体，同时随着冷却速率的
不断增大，贝氏体逐渐被马氏体替代。当冷却速率
图2可知：29CrMo钢的临界点温度A c1 为759 ℃、 A c3
为856 ℃。
不小于15 ℃/s时，贝氏体消失，组织完全转变为马
氏体。
2.3 维氏硬度
不同冷却速率下29CrMo钢的显微组织与硬度
如表2所示 （其中F为铁素体，P为珠光体，B为贝氏
体，M为马氏体），不同冷却速率下29CrMo钢的硬
度曲线如图4所示。由图4可知：试样的硬度随着
冷却速率的增大而增大。当冷却速率由0.1 ℃/s上
升至2.0 ℃/s时，组织中贝氏体逐渐占据主导地位，
硬度随之快速增大；当冷却速率为3.0 ℃/s时，组织
中开始出现马氏体，硬度持续增大；当冷却速率为
图 2 29CrMo 钢试样的热膨胀曲线 10 ℃/s时，组织以马氏体为主，还有少量贝氏体，硬
2.2 显微组织 度变化趋势不明显；当冷却速率达到15 ℃/s及以上
可以采用冷却过程的膨胀曲线对过冷奥氏体转 时，组织为单一马氏体，硬度基本不再发生变化。
变产物的种类和数量进行描述。然而，当转变产物 2.4 CCT曲线
的数量较少或膨胀曲线上的转变点不显著时，通常 结合29CrMo钢的组织与硬度测试结果， 通过切
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