浙江至德钢业有限公司技术人员通过长期试验发现双相钢中合金元素铬和硅对相变过程的影响主要有以下几点


 1. 实验材料


实验用双相钢选用实验室真空冶炼炉冶炼,化学成分如表2-5所示。


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 2. 实验方法


实验工艺过程如图2-7所示。将双相钢试样以10℃/s的速度加热到1200℃,保温180s后以10℃/s的速度冷却到950℃后,保温30s以消除试样内部的温度梯度,然后分别以0.5℃/s、1℃/s、2℃/s、5℃/s、10℃/s、20℃/s、40℃/s的冷却速度冷却到室温,记录冷却过程中试样的温度-膨胀量曲线,进而进行CCT曲线的测定,并通过LEICAQ550IW光学显微镜观察所得试样的光学显微组织,通过分析膨胀曲线和显微组织确定实验钢的相变温度,并绘制CCT曲线。


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 3. 实验结果分析


 将所得双相钢试样沿轴向切开,经过研磨抛光,用4%的硝酸酒精溶液腐蚀后,在LEICA DM 2500M图像分析仪上进行显微组织观测,并测定各组织含量。腐蚀后的光学显微组织如图2-16所示。



  从图2-16可以看出,当冷却速度为0.5℃/s时,3个不同成分的双相钢的金相组织均为F+P+B;当5℃/s时,1号和2号实验钢组织均为F+P,而3号实验钢的组织为F+P+B;当冷却速度为40℃/s时,1号双相钢的金相组织全部是贝氏体组织,而2号、3号双相钢的金相组织中则出现了少量的马氏体,金相组织为B+M。


图 17.jpg


  从图2-17的静态CCT曲线图可以看出,1号实双相钢的A1、A3温度分别为665℃、803℃,M.温度为462℃.双相钢的静态CCT图相变区域主要由AF转变区域、A→B转变区域组成。其中A→F转变温度区间大体为630~602℃,A→B转变温度区间大体为560~501℃。

 

  从图2-18的静态CCT曲线图可以看出,2号双相钢的Ad、As温度分别为695℃、820℃,M.温度为456℃.实验钢的静态CCT图相变区域主要由A→F转变区域、A→B转变区域组成。其中A→F转变温度区间大体为659~608℃,A→B转变温度区间大体为510~504℃。


图 18.jpg


 从图2-19的静态CCT曲线图可以看出,3号双相钢的Aa、As温度分别为690℃、817℃,M,温度为452℃.实验钢的静态CCT图相变区域主要由A中转变区域、A→B转变区域组成。其中A→F转变温度区间大体为665~580℃,A→B转变温度区间大体为531~501℃。


 4. 分析与讨论


  从上述的实验结果来看,双相钢中的硅和铬添加对整个相变过程具有较大影响。当硅含量由0.2%增加到0.4%时,A1、A3温度分别提高30℃、17℃.同时铁素体的相变温度明显提高,尤其在冷却速度较低的时候,铁素体相变温度提高将近30℃。硅作为非碳化物形成元素,可以扩大Fe-C相图中的α+γ区,使两相区的温度范围加宽,提高了奥氏体向铁素体转变温度,促进铁素体析出,尤其是在低冷却速度的情况下更为明显。


  当双相钢中合金元素铬含量由0.2%增加到0.4%时,A.1、A3温度分别提高25℃、14℃。合金元素铬是一种典型的缩小奥氏体区的元素,含量的增加能明显地提高Ac1、A3温度。同时,合金元素可以显著促进马氏体相变,虽然合金元素碳,添加根据Ms点测量公式,有略微的降低但变化不大,而在40℃/s时,含量增加的CCT曲线图中可以看出此时出现了马氏体组织。这是由于铬是一种中强碳化物形成元素,能显著提高双相钢的淬透性,强烈推迟珠光体和贝氏体转变区域,扩大卷取窗口。