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1、2001年12月钢 铁 研 究第6期(总第123期)December2001ResearchonIron&SteelNo.6(Sum123)3电磁场对钢材组织性能的影响王金录 邸洪双 张晓明 王国栋 刘相华(东北大学)摘 要 介绍了国内外磁场热处理对钢材组织影响的最新研究结果,并进行了电磁场对相变形核及晶粒长大影响的动力学分析。利用自行设计的电磁场装置,在GLEEBL—1500热力模拟实验机上进行了电磁场对形变及随后相变过程影响的实验研究,得到了较为明显的晶粒细化效果。关键词 电磁场 动力学 晶粒细化 相变EFFECTSOFELECTROMAGNETICFIELDONM
2、ICROSTRUCTURE&PROPERTYOFSTEELPRODUCTWangJinluDiHongshuangZhangXiaomingWangGuodongLiuXianghua(NortheasternUniversity)SynopsisThelatestresultsachievedaboutstudiesontheeffectsoftheelectromagneticfieldonthemicrosturctureandpropertiesofsteelduringthemagneticfieldheattreatmentinChinaandacrosst
3、heworldareintroduced.anrineticanalysisisalsomadeontheeffectofelectro-magneticfieldonthecrystalnucleationandgrowthduringthephasetransformation.Basedontheabovemen2tionedunderstandingsanexperimentalstudyiscarriedoutontheinfluenceoftheelctromagneticfieldontherefinementofmildsteelduringthehot
4、deformationandsubsequentphasetransformationusingtheselfdesignedelectromagneticfielddeviceonaGLEEBL-1500simulationmachine,andgoodresultsobtainedaccordingly.KeywordselectromagneticfieldKineticsgrainrefinementphasetransformation是钢的控制轧制、控制析出和控制冷却问题的基1 前 言础研究。P.D.Hodgson等指出超细铁素体晶粒的强度、塑性、韧性塑性—
5、脆性转变温度和可焊获得可通过在刚好高于Ar3的温度进行大变形以[1]接性等是低合金钢最重要的性能指标。通常,当及快速冷却来获得。但是,他所获得的超细晶采用合化的方法来改善这些性能中的某一项性能粒的厚度只是整个带钢厚度的1P4到1P3。近年时,往往会引起其他性能的降低。采用适当的生来,人们开始着眼于用外加电磁场对钢材的组织产和加工工艺,促使晶粒细化是提高钢材强韧性进行控制,国内外在磁场热处理做了大量的工作,能的途径。形变热处理(TMCP,Thermo-Mechani2验证了在钢材热处理过程中施加磁场可以显著提calControlProcess)是其中的重要方法之一,目前高
6、钢材的强度。日本的下斗米道夫、丸田庆一等开展的理论研究工作主要包括奥氏体高温变形行人将强磁场作用于再结晶过程,得到细化的再结为的研究、奥氏体形变诱导析出行为的研究和形晶晶粒,并且指出强磁场的施加不同,将获得不同[2,3]变奥氏体连续冷却相变行为的研究,概括起来就细化效果。随着工业技术的发展和国民经济联系人:王金录,硕士,沈阳市(110006)东北大学轧制技术及连轧自动化国家重点实验室国家重点基础研究发展规划资助项目,G1998061510·37·日益提高的要求,电磁场作用于钢材的加工工艺式中 ΔGv———形成新相时单位体积的自由能降过程,促使晶粒进一步细化,这种技术得到
7、学者的低值(驱动力)关注。在此领域进行理论研究和实验研究,以得σ———界面能。随r的增大,Δg的变化如到电磁场对钢材细化和力性能的作用规律将会有图1所示重要的意义。2 磁场对相变过程的影响一般说来,磁场对固相P固相相变许多种行为有影响,如晶粒恢复,再结晶,偏析,有序P无序相变,结晶分解,析出,相变(铁素体,珠光体,贝氏体,马氏体)及其逆相变,非晶态的结晶化,时效等等,磁场对以上现象的影响有热力学、结晶学、动图1 自由熵与临界晶核的关系力学变化。首先,在考虑热力学影响时,需估算静磁能占相变中自由能的比例,同时也要估算磁滞3由上式,导出临界核