冷轧退火对共析珠光体钢组织球化超细化的影响.pdfVIP

维普资讯 第 29卷 第7期 北 京 科 技 大 学 学 报 V0I．29No．7 2007年 7月 JournalofUniversityofScienceandTechnologyBeUing JuI．2007 冷轧退火对共析珠光体钢组织球化超细化的影响 冯志明 杨王明 北京科技大学材料科学与工程学院，北京 100083 摘 要 研究了冷轧变形并结合退火处理对共析钢组织球化超细化与性能的影响．结果表明：共析钢经冷轧形变量90％结 合600～700℃退火得到了晶粒尺寸为亚微米级铁素体晶粒和颗粒状渗碳体的双相组织 ．颗粒状渗碳体的尺寸呈双峰分布． 与传统球化处理工艺相 比，球化时间明显缩短，球化组织细小；其原因是在冷变形过程中产生了高密度位错 以及大量空位等 缺陷，为碳原子的扩散提供了高速率扩散通道，促进了碳原子的扩散．细小渗碳体粒子在铁素体基体上的弥散分布可以用溶 解一再析出机制来解释．冷轧后经700℃退火试样的拉伸塑性略有下降，屈服强度和抗拉强度大幅度提高，但屈强比较高． 关键词 共析钢；冷轧；超细晶；球化处理；再结晶退火 分类号 TG142．1 近年来，对金属和合金进行大塑性变形 (severe 行了研究，力图阐明其形成的微观机理，探索提高钢 plasticdeformation，SPD)作为一种获得纳米晶及超 的综合性能、简化工艺、提高生产效率的途径 ． 细晶复相组织的方法被广泛关注HJ．20世纪 90年 1 实验方法 代，俄罗斯Ufa州州立大学高等材料物理研究所的 Valley领导的研究小组采用等通道角挤压法 (equal 实验所 用 T8A碳 素工 具钢 为 Fe一0．84C一 channelanagularpressing，ECAP)和高压扭转 (high 0．20Si一0．13Mn一0．05P一0．004S．将 go60mm 的圆 presSUretorsion，HPT)两种 SPD工艺制备纳米晶及 钢坯预先锻成 40mm×12mm 的厚板形试样．然后 超细晶金属 2【]．许多研究表 明，单相纳米 晶及超细 1300℃保温 10rain奥氏体化，在热轧机上四道次轧 晶材料具有高的强度低的塑性，但低的加工硬化能 制，终轧温度控制在 900℃以上，轧后空冷至室温， 力限制了它作为结构材料的使用[3-6]．多相纳米 晶 制成 40mm×3mm 的薄板形试样，在冷轧机上进行 及超细晶材料的设计和制备是一个很有实际意义的 多道次大变形量(累积压下量为 90％)冷轧，轧后的 领域，它通过对多相超细晶组织的控制，有利于材料 钢板厚度为 0．3mm．经冷轧后薄板没有任何裂纹， 的应变硬化能力的提高，有利于强度和塑性的提高 表面平整 ．试样在 600℃和700℃进行退火处理，退 及两者的优化结合 7【J． 火时间 10～120min．退火后试样经机械抛光，然后 T8A钢是常用的普通碳素工具钢，主要用于制 用 3％～4％的硝酸酒精侵蚀显现微观组织，在 造承受振动和冲击负荷、要求足够韧性和较高硬度 ZEISS—SUPRA55型场发射扫描电子显微镜下观察 的工具，如简单模具、冲头、剪刀、木工工具等 ．T8A 显微组织形貌，使用 Image—tool软件对晶粒尺寸进 的传统球化退火需要很长的时间，而且球化的时间 行测定 ． 和温度不易控制，需要反复球化才能达到均匀的效 通过室温拉伸实验来获得冷轧板和冷轧退火板 果。生产效率 比较低 J． 的力学性能．在 MTS一810力学性能试验仪上进行 共析珠光体钢是一种复合材料 ．本文利用 SPD 拉伸实验，拉伸试样工作标距为 15mm×8mm，拉 技术，对普通片状珠光体共析钢进行了多道次大