Page 26 - 理化检验-物理分册2025年第二期
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邓素怀，等：两种坯型生产的高铁弹条用60Si2Mn钢盘条显微组织和性能
表2 试样1，2经过淬火、回火热处理后的力学性能
试样编号 屈服强度/MPa 抗拉强度/MPa 断后伸长率/% 断面收缩率/% 淬火硬度/HRC 回火硬度/HRC
1 1 547 1 669 6 40 65，65，65.1 48.0，48.1，48.6
2 1 543 1 682 6 42 64.3，65.0，64.7 48.8，48.9，49.5
显微组织更接近。 始晶粒度，从而实现利用大方坯生产盘条既有好的
内部品质，晶粒也得到细化。
3 综合分析
4 结论
采用两种不同尺寸的连铸坯生产盘条，其化学
成分、热处理后的组织和性能都较为接近，主要区别 （1）将连铸大方坯与小方坯生产的高铁弹条
为晶粒大小。采用奥氏体晶粒度和EBSD方法表征 60Si2Mn钢热处理后，其力学性能和组织差异较小，
珠光体团晶粒大小，结果均显示大坯型生产盘条的 880 ℃淬火、420 ℃回火后， 盘条硬度约为48 HRC。
晶粒尺寸大于小方坯生产盘条的晶粒尺寸。 （2）采用连铸大方坯与小方坯生产的高铁弹条
在各个工艺阶段，大坯型生产盘条的晶粒尺寸 60Si2Mn钢晶粒大小存在一定差异，采用大方坯生
都较大，从连铸坯到盘条，组织变化阶段包括凝固组 产的盘条奥氏体晶粒度为 7.5 级，珠光体团尺寸为
织、轧制时的初始组织、最终盘条组织。根据凝固理 11~12 μm，采用小方坯生产的盘条奥氏体晶粒度为
论，连铸坯的厚度也是方坯的边长，边长、凝固综合 8.5级， 珠光体团尺寸为9~10 μm。
[7]
系数、拉速、液相穴长度遵循平方根规律 。凝固组 （3） 根据材料的服役条件选择合适的连铸坯型，
[8]
织按照非均质形核 ，该过程与过冷度和凝固温度 在更强调材料的强度和韧性时，选择小方坯生产；在
有关。连铸坯尺寸大，其过冷度和冷却速率都较小， 更强调材料的内部品质时，选择大方坯生产。
获得的凝固组织尺寸也较大，由于组织的遗传性，对 （4）如要兼顾大方坯生产盘条的内部品质和晶
应轧制时的初始晶粒尺寸也较大。 粒的细化，可采用增加粗轧阶段的变形量和优化连
在线材轧制过程中，根据再结晶理论，晶粒长大 铸工艺参数的方法，使大方坯晶粒进一步细化，得到
由动态再结晶和亚动态再结晶共同决定，晶粒尺寸 综合性能更好的盘条。
与原始晶粒尺寸、变形温度、道次间变形量有关。线
参考文献：
材轧制为孔型轧制，变形温度和道次变形量都较为
固定，初始晶粒尺寸对最终晶粒尺寸影响最大。采 [1] 韩冬，顾凤义，温国栋．60Si2Mn钢盘条断裂原因[J]．
用大方坯铸坯获得的初始晶粒尺寸较大，获得的最 理化检验（物理分册），2023，59(7)：58-60．
终晶粒尺寸也较大。 [2] 任嵬，张炯明，王金龙，等．弹簧钢60Si2Mn大方坯凝
晶粒细化既可以提高材料的强度，又可以改善 固组织的数值模拟[J]．特殊钢，2009，30(4)：33-35．
材料的韧性。由于小方坯的晶粒细小，用小方坯生 [3] 沈腾飞，张壮，牛帅，等．连铸工艺对轴承钢大方坯凝
固结构及其棒材碳化物带影响[J]．中国冶金，2023，
产的盘条具有更优异的力学性能；经过工业实践验
33(6)：54-64．
证，大方坯生产盘条的内部品质较好，可见两种坯型
[4] 左欢，杨祝英，安航航．凝固组织对GCr15 轴承钢
生产的盘条各有特点。生产盘条时，根据材料的服 220 mm×260 mm连铸坯中心偏析的影响[J]．特殊钢，
役条件选择连铸坯型，在强调材料的强度和韧性时， 2021，42(1)：50-56．
选择小方坯生产盘条；在强调盘条的内部品质时，选 [5] 李月云，张宇，喻智晨，等．连铸坯偏析对高碳钢盘条
择大坯型生产盘条。 组织和力学性能的影响[J]．热加工工艺，2023，52(7)：
使用大坯型生产盘条时，需保证盘条的内部品 156-159．
质和晶粒细化。选取连铸大方坯和小方坯生产盘条， [6] 邓素怀，佟倩，张玮，等．弹簧钢55SiCr组织精细结构
大方坯的总变形量大于小方坯。在线材轧制时，总 分析[J]．物理测试，2016，34(4)：12-16．
变形量分配到各道次，奥氏体晶粒的细化主要在粗 [7] 王向红，张建斌，屠兴圹，等．轻压下对 220 mm×
260 mm轴承钢大方坯内部质量的改善[J]．炼钢，
轧阶段，当实际应变大于等效应变时，才能起到晶粒
2018，34(6)：34-39．
细化的作用，可以通过增加粗轧阶段变形量的方式
[8] 白雪松，李曜光，孙彦辉，等．C72DA高碳钢小方坯凝
[9]
细化晶粒 ，也可以采用优化连铸工艺参数的方式， 固组织模拟[J]．炼钢，2020，36(4)：60-64．
如优化电磁搅拌、过热度、拉速及二冷水等参数，进 [9] 郑福印，王丽萍，邓素怀，等．基于Deform高线粗轧奥
一步细化凝固组织，获得更细化的凝固组织，减小初 氏体晶粒细化研究[J]．轧钢，2015，32(1)：42-46．
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