Q235钢的铁素体组织细化及其与力学性能关系

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1、!"!!!!!"!"#$钢的铁素体组织细化及其与力学性能关系组!织与性能!"!!!!!"!黄原定，杨王，孙祖庆（北京科技大学材料科学与工程学院结构材料系，北京!"""#$）摘要：在%""&至!"’"&温度范围内采用多道次、大压下量技术制备()$’钢薄板，讨论了轧制工艺、显微组织与力学性能间的关系，并分析了轧后低温退火处理对显微组织和力学性能的影响。关键词：()$’钢；铁素体；拉伸性能中图分类号：%&’(")’文献标识码：*文章编号：+"$(,-+$（’"+++）+.,+++’,+#/01234526156278790:7;7:539

2、!"#$<577=>:?@54A997153:%7:40=7B23C725074*+,-./01234526，/,-.71263809，:+-;03<526（=9>1?@A92@BCD1@9?51EF:G592G9124H265299?526，I95J526+25K9?F5@8BC:G592G9124L9GM2BEB68，I95J526!"""#$，NM521）*D452>15：LM9FM99@FBC()$’F@99EM1K9O992>?B40G94O80F526@M9A0E@53>1FF124M91K8?940G@5B2@9GM2

3、BEB68PLM9?9E1@5B2FM5>1AB26@M9?BEE526>?BG9FF，A5G?BF@?0G@0?9124@92F5E9>?B>9?@59FM1FO99245FG0FF94PLM99CC9G@BC@M9CBEEBQ52612291E526>?BG9FF1C@9??BEE526B2@M9A53G?BF@?0G@0?9124@92F5E9>?B>9?@59FM1F1EFBO992121E8R94PE7FG32?4：()$’F@99E；C9??5@9；@92F5E9>?B>9?@8!引言晶粒细化不仅能提高合金的强度，还能明

4、显改善室温塑性。控制轧制工艺就是在考虑如何有效细化碳素钢晶粒的基础上提出来的［!，)］。随着技术的成熟和设备的改良，在较低温度区（,?$附近）实施大的形变量、高的形变速率、缩短道次间停留时间和轧后采取快速冷却，可以在不加任何合金元素的基础上使碳素钢中铁素体晶粒进一步细化到UVW’!A，该技术细化晶粒的原理在于形变诱导相变和可能存在的铁素体动态再结晶［$W’］。目前该技术在日本等发达国家中已开始实际应用。我国在这方面的工作起步较晚。本工作选择()$’钢为原材料，在%""&至!"’"&温度范围内实施多道次、大压下量制备该材料的薄板，研究

5、轧制工图!试验轧制工艺示意图艺、显微组织及力学性能间关系。为了模拟实际工业生产中$试验结果薄板卷取工艺，对轧后获得的薄板进行低温退火处理，研究退火工艺、显微组织与力学性能之间的关系。#)’轧前原始组织为了观察轧前原始奥氏体的大小，V块原始试样分别在)试验方法轧前水淬以保留原始奥氏体的大小，奥氏体晶粒尺寸借助于本试验用材料为首都钢铁公司提供的工业纯()$’钢，成网状铁素体测得。典型组织见图)。随着温度的增加，原始分见表!。尺寸为#"AAX#"AA的连铸坯在!)’"&锻成厚为奥氏体晶粒尺寸增大，从%""&的V"!A增加到!"’"&的)’

6、AA宽为$"AA的板坯后，分别在%""&、%’"&、!"""&、!""!A。!"’"&经多道次轧制成为)AA的薄板，具体轧制工艺见图!。#)"轧制工艺、显微组织与性能的关系轧棍直径为$""AA，轧制速度!)AYF。金相样品的侵蚀试剂为图$给出了图!轧制工艺所对应的()$’钢金相组织。VZ的硝酸酒精溶液。拉伸试样沿轧向切取，尺寸为!’AAX在%""&下经多道次大变形量轧制，可获得大小约为V[’!A$[’AAX)AA。拉伸试样磨光后，根据具体情况进行必要的热的等轴铁素体（见表)）。在%’"&、!"’"&下为铁素体加马氏处理（在后述章节详

7、细阐述），然后在DL:拉伸试验机上进行体组织，后者铁素体的量少于前者。在轧制温度较高的情况室温拉伸，拉伸速度为)AAYA52。伸长率从试样上测取，每个下（如!"""&，见轧制工艺图!），如果道次间停留的时间足够数据点为两根试样。长使钢板的温度降低到合理范围，那么在后续的大形变量条表’!"#$钢成分（质量分数）!（Z）件下，也有可能获得细小等轴的铁素体。这也表明碳素钢热轧过程中最后几道次的温度和变形量对其显微组织的控制起N:5D2:-]着决定性的作用。"P!S"P)""PS!"P")$"P"!%"P""V’"P"!%表)给出了图!轧

8、制工艺所对应的铁素体晶粒尺寸和轧板室温拉伸性能，所有试样未经任何热处理。由于在!"’"&作者简介：黄原定（!%ST—）浙江黄岩人，工学博士，副教授，主要从事下连轧获得的组织离实际要求（等轴的铁素体）相差太远，因金属间化合物、先进结构材