超快冷对碳素钢中渗碳体析出强化行为的影响 - 材料研究学报.pdf

第28 卷 第5 期 材 料 研 究 学 报 Vol. 28 No. 5 2 0 1 4 年 5 月 CHINESE JOURNAL OF MATERIALS RESEARCH May 2 0 1 4 超快冷对碳素钢中渗碳体析出强化行为 的影响* 王 斌 刘振宇 冯 洁 周晓光 王国栋 (东北大学 轧制技术及连轧自动化国家重点实验室 沈阳 110819) 摘要用超快速冷却技术并控制轧后冷却温度, 研究了3 种碳含量不同的碳素钢热轧后组织中渗碳体的析出行为和强化机 制。结果表明, 在超快速冷却条件下0.04%C 和0.5%C(质量分数, 下同)实验钢的主要强化方式分别是细化晶粒和细化珠光 体片层间距, 没有纳米级渗碳体颗粒析出, 而在0.17%C 实验钢的组织中则有大量弥散的纳米级渗碳体析出, 颗粒直径范围 为10-100 nm, 通过超快速冷却技术实现了在不添加微合金元素的条件下纳米级渗碳体的析出。随着超快速冷却终冷温度 的降低纳米渗碳体的析出强化作用使0.17%C 钢的屈服强度提高110 MPa, 强化效果明显。在超快速冷却的工艺基础上若 继续采用形变热处理工艺, 可进一步提高0.17%C 实验钢的位错密度, 促进渗碳体均匀形核, 实现纳米级渗碳体颗粒在整个 组织中更加均匀弥散的分布, 达到更好的均匀强化效果。在超快速冷却和形变热处理工艺条件下0.17%C 钢的屈服强度可 达到650 MPa 以上, 强化效果提高300 MPa 以上。 关键词 金属材料, 超快速冷却, 纳米渗碳体, 析出强化, 形变热处理 分类号 TG 142 文章编号 1005-3093(2014)05-0346-07 Effect of Ultra Fast Cooling on Precipitation Behavior of Cementite in Carbon Steels and Its Strengthening Effect WANG Bin LIU Zhenyu** FENG Jie ZHOU Xiaoguang WANG Guodong State Key Laboratory of Rolling and Automation, Northeastern University, Shenyang, 110819 *Supported by Chinese Postdoctoral Science Foundation No. 2014M551107 and Fundamental Research Funds for the Central Universities No. N 130307001. Manuscript received November 19, 2013; in revised form February 8, 2014. **To whom correspondence should be addressed: Tel: (024 E-mail: zyliu@mail.neu.edu.cn ABSTRACT The effect of ultra fast cooling (UFC) during hot strip rolling on the precipitation behavior of cementite in carbon steels and its subsequent