50Mn2V铸坯高温热塑性研究高温研究铸坯性

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1、50Mn2V铸坯高温热塑性研究何浪，吴光亮，孟征兵（中南大学资源加工与生物工程学院，湖南长沙410083）摘要：利用Gleeble-1500热应力/应变模拟实验机对50Mn2V的高温力学性能进行了研究与测试;同时对试样拉断后的断口形貌、金相组织及断而成分，分别采川光洋显微镜、扫描电镜和EDS能谱进行观察分析。研究表明:50Mn2V铸坯存在600〜950°C和1300〜1465°C两个脆性温度区，断面收缩率均小T60%;在600〜1250°C范围内，随着温度的升高，试样断裂方式山以沿晶为主的混合型断裂向韧性穿晶断裂转变;1300°C〜熔点温度区域，试样沿着

2、断口固液两相断裂。关键词：50Mn2V；高温热塑性；脆性温度区；断裂方式1引言50Mn2V作为金刚石锯片基体材料,具有优越的磨损性、良好切削性，较高热稳定性和使川寿命长等优点，广泛川于机场建设、石材加工等行业［巳50Mn2V铸坯中碳和合金元素含量高，在高拉速薄板坯连铸连轧工艺下，铸坯容易出现裂纹，裂纹不仅影响连铸工艺平稳顺行而还会影响铸坯质量。连铸牛产过程屮，凝固坏壳受到钢水静压力、弯曲、应变力和矫直等因素的影响，当合力超过铸坯高温极限强度和极限应变时，就很容易产牛裂纹;当这些介力小丁钢种在高温下的极限高温性能时才能保证凝固的连续性，有效防止铸坯表浙和内

3、部裂纹的产牛⑵。人量研究表明，钢在连铸温度范围内的力学性能（热塑性和热强度）是影响裂纹形成最主要指标⑶。本文针对50Mn2V铸坏的高温力学性能，采用Gleeble-1500试验机对其述行测试，并对试样断裂作机理性的探讨，本研究对合理的制定50Mn2V连铸工艺、防止裂纹的产牛和提高铸坯质量有重要意义。1实验材料及方法1.1实验材料50Mn2V试样来自某钢厂CSP生产线的铸坯，其化学成分如表1所示。农15OMii2V试样主翌化学成分1%CSiMnPSAh0.538O.24KL460.0140.0030.0208NiGrVTiCu0.010.230.I2H0.

4、00530.03铸坯加工成两端带有螺纹10x120mm试验直棒。如下图1所示。D=5mm⑷卿纹O-IOnun1£=120mm图1试样尺寸1.2实验方法根据某钢厂CSP生产线50Mn2V实际工艺参数，用Gleeble-1500动态热/力模拟试验机测定铸坯的断而收缩率和抗拉强度。在氮气保护气体条件下，试样以10°C^速率升温，加热到峰值温度1465°C,保温5mim然后试样以3°C^速率降温至实验温度并保温3min,当实验温度W1250°C铸坯出结晶器的温度），以1.3x10°应变速率进行高温拉伸;若实验温度〉1250°C,以6.46灯0一3应变速率进行高

5、温拉伸。拉伸结束后立即喷水冷却，保留高温下断II形貌和组织,测定试样断II血径,记录拉仲过程载荷和温度。实验力案如图2所示。10€时（Ws图2(；kd>k-!5OO高温拉伸实验方案2试验结果及分析2.1高温拉伸参数确定实验液相线温度、降温速度、应变速率参数对高温力学性能影响显著，模拟连铸铸坯凝固过程，试样加热到液和线以上温度再降温，保证试样奥氏体化;降温速率与连铸冷却强度存存对应关系，直接影响钢棒析出物的品粒度人小，影响钢种高温力学性能结果;应变速率在<10一2条件下对钢林的断面收缩率(RA)影响不是特别明显，但提高应变速度会使钢种抗拉强度曲线上移，且这

6、种影响随温度的升高而加强，在温度较高时表现尤为突出⑷。为准确模拟连铸凝固过程，分别对50Mn2V液相线温度、降温速率和应变速率实验参数进行计算。根据合金钢液相线温度公式结合经验性修订，町得50Mn2V液相线温度公式:人=1538-［魅(Q+6.2少［%网+1.7+十4()少底刃+2.63［%c』)-1(1)由凝固传热原理可知，降温速率公式：C=(Tl-T(:)xV｛：-rL-r60(2)其中，八-猜坯液相线温度；几一出二冷区温度;Vc—拉速，m/min;L—冶金液芯长度，m。结晶器应变速率®:£=VcL-S/SZ0(3)其中」；一拉坯速度；—结晶器横

7、向宽度；S-结晶器岀口横向弧长；益一结晶器高度，“】；娇直应变速率闪：^=A・(右一+)x100%(4)其中J该点到中心轴距离・()WXW〃々；D猪坯厚度山】；心娇直点前的半径，】；心-餅直点后的半径・m；50Mn2V钢种连铸工艺参数(表2),结合铸坯的化学成分(表1),计算得出50Mn2V热模拟实验参数，如表3所示。我25OMn2V连铸生产I.艺参数拉速/(m/mill)岀二冷区结品喬上口结品喬下口湍度宽®/ininy度/mm结品寮*®/in3.6900117010441表25OMn2V连铸生产I•.艺参数冶金长度/m插直前半径富&厂車养顶肖时间An辭

8、直后半桂“链坯厚度/111!1>9.7053.25x8572表3<；lrel>e