Fe-C-Si-Mn—V钢的显微组织及热变形行为研究.pdf

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1、第35卷第2期山东冶金V0l-35No．22013年4月ShandongMetallurgyApril2013试验研究；Fe—C⋯SiMnV钢的显微组织及热变形行为研究刘成宝，许宝玉，朱京军，易红亮(莱芜钢铁集团有限公司技术研发中心，山东莱芜271lO4)摘要：采用光学显微镜、扫描电镜观察Fe—c—Si—Mn—V钢的微观组织和拉伸断口，在Gleeble一1500热模拟机上进行单道次压缩试验，试验温度为900—1050℃，变形速率为O．1、1、10S～。试验钢组织为铁素体+珠光及少量马氏体，屈服强度823MPa，抗拉强度1011MPa，

2、伸长率8．5％，较为粗大或沿晶界分布的碳化物应是伸长率较低的原因。通过线性回归方法计算出了热变形激活能和其他常数，获得了峰值流变应力、应变速率和应变温度之间的关系式。关键词：含钒钢；微合金化；微观组织；热变形；热模拟；峰值应力中图分类号：TG115．2文献标识码：A文章编号：1004-4620(2013)02—0032—03压缩试验在Gleeble一1500试验机上进行，热模1前言拟试样为8mm×12mm的圆柱体。试验时，试样随着低成本、节能、轻量化的发展要求，低合金以2O℃／s快速升温到1250oC，保温30s，以10℃／s高强度钢

3、的研究日益受到重视。在钢中添加钒元冷速冷却到变形温度，保温2min进行变形，以一定素进行微合金化，实现细晶强化和沉淀强化，提高的变形速率进行压缩，变形量为80％。采用了4个钢材的强度⋯，并且主要通过热机械控制轧制(TM—变形温度，分别为1050、1000、950和900℃，采用CP)控制晶粒尺寸和碳氮化钒的析出。TMCP主的3个变形速率为0．1、1和10s～。试样变形后立即要依靠附加超快冷或在线热处理等设备实现。对喷水冷却，以保留原有高温变形组织。于型钢等产品，受制于产品规格、形状及设备等原3试验结果及分析因，很难实现均匀的TMCP。

4、因此，开发无须TMCP工艺、常规空冷过程就能够晶粒细化和沉淀强化的3．1显微组织及拉伸性能钢具有一定的意义。另外，通常在钢中加入的钒元试验钢的显微组织如图1所示，主要为铁素体+素质量分数<0．1％，而且多是针对低碳含量钢进行珠光体，含有少量的马氏体。其中珠光体组织的含微合金化曲，对碳含量和微合金化元素较高的研究量约为25％。在微合金化钢轧制后的冷却过程中，较少。本研究分析质量分数为0．26％C、0．3％V的钒元素超过其固溶度，以碳化物的形式析出，但由Fe—c—Si—Mn—V钢，研究其组织号陛能，以期为适合于试验钢中碳含量和钒含量较高，

5、碳化物尺寸较常规空冷工艺的含钒钢的研发提供一定参考。大。图2显示钢中存在着尺寸约为0-3nl的碳化物，部分碳化物分布在晶界处。试验钢的拉伸性能2试验方法为：屈服强度823MPa，抗拉强度1011MPa，伸长率试验钢采用真空感应炉熔炼，浇注成30kg钢为8．5％。从图3a中的拉伸断口形貌可以看出，试样锭。试验钢的化学成分(质量分数)：0．26％C、0．8％断裂的方式为解理断裂。碳化物与基体的界面在Si、1．2％Mn、0-3％V、0．03％Al、0．06％Ti，其余为Fe拉伸过程中容易开裂，从图3b断口的进一步放大可和杂质。钢锭在1200

6、℃加热后，经空气锤锻造成以看到粗大的碳化物，较为粗大的或者沿晶界分布若干根100mm×60mm的锻件。锻件在1200oC加的碳化物应是伸长率较低的原因。热2hA，在0450mm的轧机上轧制，开轧温度11003．2单道次压缩曲线℃，终轧温度900℃，轧制7道次成10mm厚的板图4a、b、C分别是试验钢在变形速率为0．1s～、1材，随后在空气中冷却。钢板取样后，在WDW一300Es和10s时的热压缩曲线，在变形速率相同时，随微机控制电子式万能试验机上按照GB／T228-2010着变形温度的增加，变形抗力逐渐降低。根据Po—标准进行拉伸性能

7、测试。利用SUPRA55热场发射liak和Jonas的理论]，当应力一应变曲线的加工硬扫描电子显微镜和光学电镜对微观组织进行观察。化率为0时，达到了峰值应力(or)，此时的应变为峰值应变()，试验钢的峰值应变和峰值应力如表1收稿日期：2012—12—14作者简介：刘成宝，男，1981年生，2010年毕业于中国科学院金属研所示。从表1中可以看出，相同温度时，应变速率增究所材料学专业，博士。现为莱钢技术中心工程师，从事新产品开加，材料的变形抗力增加。发工作。322013年4月山东冶金第35卷12jFunakawaY，ShiozakiT，T

8、omitaK，eta1．Developmentofhighstrengthhot-rolledsheetsteelconsistingofferriteandnanome—ter-sizedearbides[JJ．ISI