材料加工组织性能控制（第五章）.pptVIP

中高碳钢特点：（1）冷却后的组织发生变 化：（2）决定钢材性能的因素发生变化： 铁素体和珠光体的比例、铁素体晶粒的大 小、珠光体片层粗细和球团大小以及渗碳 体的形貌。 5 中高碳钢控制轧制特点 铌对中高碳钢奥氏体再结晶临界变形量的影响 在中碳钢中添加铌同样可以延迟奥氏体再结晶。 图5-1 0.43％C，1.4％Mn钢， ?晶粒再结晶行为 (1200?C加热后轧制1道次，原始?晶粒度为1级) 图5-2 0.40%C，1.38％Mn，0.023％Nb钢的?晶粒再结晶行为 5.1 中高碳钢奥氏体的再结晶行为 图5-4 C量对Nb钢与不加Nb钢临界压下率的影响 （2）碳对中高碳钢奥氏体再结晶临界变形量的影响 不含铌钢： 加铌钢：随碳含量? 临界压下量?。 碳量的多少决定了Nb的固溶量，C?，Nb的固溶量?，轧制时析出量?，阻止再结晶作用? 。 图5-5 轧制前加热温度对0.4%C，1.38％Mn，0.023％Nb钢临界压下率的影响效果 原因：固溶Nb量增加，阻止奥氏体再结晶作用加强。 （2）铌、碳对中高碳钢奥氏体再结晶晶粒度的影响 图5-6 压下率、轧制温度对中碳钢（加Nb与不加Nb）轧制后再结晶晶粒度的影响 图中得到：1)压下率大、再结晶奥氏体晶粒细；2)轧制温度对奥氏体晶粒尺寸的影响较小；3)同一变形条件下，加铌的中碳钢比不加铌的中碳钢的再结晶晶粒细。 图5-7 压下率对含Nb和不含Nb中高碳钢轧制后?再结晶晶粒度的影响 碳含量对再结晶晶粒度影响较小。 5.2中高碳钢控制轧制钢材的组织状态 （1）常温组织以铁素体为主的钢材(Mn1.0%) 成分：0.42％C，0.55％Mn、0.032％Ni 加热温度：1200?C 普通轧制 ：第一阶段压下率：50%，第二阶段压下率： 35％，终轧温度：再结晶区下限（1050?C?1000?C) 所得常温组织：铁素体和珠光体；所占面积：各50%；铁素体晶粒：8级。 图5-7-1 0.42%C-0.55%Mn-0.023%Nb钢的常规轧制组织（?200） 控制轧制工艺 ： 第一阶段：压下率：50%，最后 一道温度：再结晶区下限（1050～1100?C）； 第二阶段轧制：终轧温度：870?C，压下率分别 为： 1)35%：铁素体晶粒比普通轧制时的铁素体晶粒 细小，珠光体变得粗大。原因： 2)压下率为50%：部分再结晶区轧制，铁素体和 珠光体基本上都得到均匀细化。 3)压下率为75%：铁素体晶粒组织更细化、均 匀，晶粒度达到12～13级。 中碳钢，如Mn1%，钢的主体为铁素体时，仍是 铁素体细化机理在起作用。控制轧制?铁素体和 珠光体充分细化。 图5-7-2 0.42%C-0.55%Mn-0.023%Nb钢的控制轧制组织 (a)35%;(b)50%;(c)75% （2）常温组织以珠光体为主的钢材 0.43%C，1.40％Mn钢： 普通热轧：所得到的组织:铁素体在即将转变的 奥氏体晶界上生成网状组织。 控制轧制(再结晶区中轧制)：奥氏体再结晶晶粒 细化?铁素体及珠光体组织都得到细化。随着变 形量的增加，细化程度增加。 0.43%C，1.38%Mn、0.023%Nb钢：相同条件进行控 轧，存在的问题： 总结: 中碳钢（尤其加铌钢）低温轧制不利。最好 在奥氏体再结晶区进行充分的轧制尽量细化奥氏 体晶粒。 （3）共析钢 控制轧制目的：珠光体团得到细化。 珠光体球团尺寸取决于?晶粒尺寸，随着?晶粒尺 寸?，珠光体球团直径?。 （4）过共析钢 控制轧制目的：珠光体球团变小，同时亦使析出 的网状碳化物变薄。要在奥氏体再结晶区轧制， 使奥氏体晶粒细小。 5.3 中高碳钢的组织与力学性能的关系 (1) 中高碳钢组织对性能的影响 1)对强度的影响 重要因素：珠光体的片层间距。 式中?0为纯铁素体强度，?S、?0.2为材料的 屈服强度，I0为珠光体的片层间距，Ky为系数。 各种强化因素对抗拉强度的影响： 2)对塑性的影响: 图5-10球状珠光体直径(dy)和断面收缩率关系 珠光体球直径愈细，断面收缩率愈大，珠光体片层间距愈小延性愈好。 碳化物体积和球化处理对的?T影响 1-球化处理（粒状渗碳体）