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H08Mn2E钢的等温转变曲线和连续冷却转变曲线

H 08Mn2E 钢的等温转变曲线和连续冷却转变曲线

曹　芬1,程晓农2

(11江苏大学材料科学与工程学院,江苏镇江　212013;21江苏大学科技处,江苏镇江　212013)摘要:采用G leeble 21500热力模拟机测定了H08Mn2E 钢的临界温度Ac 1、Ac 3以及Ms 点。通过测定不同温度下等温转变和不同冷却速度下连续冷却转变的膨胀曲线,结合金相组织观察和硬度测定,获得了该钢的等温转变曲线和连续冷却转变曲线,研究了其等温转变和连续冷却转变产物的组织形态,为该钢的工艺制订提供了理论依据。

关键词:H08Mn2E 钢;等温转变(TTT )曲线;连续冷却转变(CCT )曲线;临界点中图分类号:TG 11115 文献标识码:A 文章编号:025426051(2003)1220024203

Isothermal T ransformation Curve and Continuous Cooling T ransformation

Curve of H 08Mn2E Steel

CAO Fen 1,CHEN G Xiao 2nong 2

(11School of Materials Science and Engineering ,Jiangsu University ,Zhenjiang Jiangsu 212013,China ;

21Science and Technology Office ,Jiangsu University ,Zhenjiang Jiangsu 212013,China )Abstract :The critical temperature at Ac 1,Ac 3and Ms for H08Mn2E steel was determined by G leeble 21500heat simulation machine.By measuring the different expanding curves of isothermal transformation and continuous cooling transformation ,as well as the microstructure observation and hardness measurement ,the TTT and CCT diagrams were obtained.The microscopic morphology of isothermal transformation and continuous cooling trans 2formation of H08Mn2E were studied ,which provided a theoretical basis for the process optimation.K ey w ords :H08Mn2E steel ;TTT curve ;CCT curve ;critical point

作者简介:曹　芬(1966—

),女,江苏如皋人,硕士,讲师,主要从事金属热处理工艺研究及开发。联系电话:0511********收稿日期:2003206218

埋弧自动焊是当今世界生产效率较高的机械化焊接方法之一,它具有焊缝质量高、劳动条件好等优点。当前,我国用于埋弧焊的实芯焊丝的常用品种,仅相当于发达国家20世纪60～70年代的水平[1],一些使用单位不得不进口焊丝,或改用生产效率较低的焊条,极大地制约了埋弧焊的推广使用。我国焊丝种类少的主要原因是焊丝生产企业的上游厂家不能提供多品种的焊丝盘条。为了增加我国的焊丝品种,减少进口,节约外汇,我们和宝钢公司共同研制开发了H08Mn2E 钢埋弧焊丝盘条。该钢具有化学成分稳定、塑性好、加工性能和可操作性强等优点,主要用于加工各种规格的埋弧焊丝。为了在控轧控冷后获得稳定的组织和性能,为优化盘条钢的

冶炼和轧制工艺提供一定的理论依据,我们测定了

H08Mn2E 钢的等温转变(TTT )曲线和连续冷却转变(CCT )曲线。

1　试验材料及方法

试验材料采用热轧H08Mn2E 钢盘条,其化学成分见表1。试样尺寸为<615mm ×12mm ,要求试样两端平行且光滑,粗糙度R a 为018mm ,没有裂纹等缺陷。按照G B 5057—1985《钢的连续冷却转变图的测定方法(膨胀法)》中有关规定,采用热膨胀仪法并结合金相法[2～4]在G leeble 21500热模拟机上测定试样的TTT 曲线和CCT 曲线[2,4]。该试验机可以通过计算机设定试验的有关工艺参数并实现自动控制,自动记录试验结果。试验在G leeble 21500的真空箱中进行。将试件置入膨胀仪中,加热到950℃,保温10min 后迅速冷

[3]　吴嘉达,吴凌晖,宋宙模,等.钛的脉冲激光渗氮[J ].中国激光,

1994,21(9):753.

[4]　Selamat M S ,Baker T N ,Watson L M.Study of the surface layer

formed by the laser processing of Ti 26Al 24V alloy in a dilute nitro 2gen environment [J ].Journal of Materials Processing Technology ,2001,113:509.

[5]　K loosterman A B.Surface Modification of Titanium with Lasers [M ].Groningen University Press ,1998:53.

[6]　Huang N ,Wan GJ ,Leng Y ,et al.Deformation behavior of titanium

nitride film prepared by plasma immersion ion implantation and de 2position [J ].Surface and Coatings Technology ,156(2002):170.[7]　赵玉祥,沈颐身.现代冶金原理[M ].北京:冶金工业出版社,

1993:505.

42《金属热处理》2003年第28卷第12期

表1　H 08Mn2E 钢的化学成分(质量分数,%)T able 1　Chemical composition of H 08Mn2E steel(w t %)

C Si

Mn P

0.06～0.09

≤0.07 1.50～1.90

≤0.02≤0.01≤60×10-6≤60×10-6≤0.01≤0.30≤0.20

却到设定的等温温度,等温一段时间,由膨胀曲线确

定该温度下转变开始与终了的时间,根据这些数据在时间对数2温度坐标上绘制TTT 曲线。CCT 曲线的测定是将试样置入膨胀仪中,加热到950℃,保温10min 后分别以(0108～215)℃/s 范围内不同的冷却速度连续冷却到室温,在膨胀曲线上记录相应冷却速度下,转变开始点和转变结束点的温度,从而绘制CCT 图。为了防止试样氧化和脱碳,在真空箱中充入氩气保护。对冷却后的试样用光学显微镜观察转变组织和转变量

。利用HVA 210A 维氏硬度计,载荷砝码10kg ,保荷时间15s ,测定了每一种冷却速度下的曲线所对应的试样的维氏硬度值。

2　试验结果与讨论

211　H 08Mn2E 钢的TTT 曲线

H08Mn2E 钢的临界点测定结果为Ac 1=760℃,Ac 3=880℃,Ms =370℃。根据等温转变膨胀曲线和

钢的临界点,结合金相组织观察,得到TTT 曲线如图1。由图1可见,H08Mn2E 钢的TTT 曲线基本上属于“C ”字型曲线。

212　H 08Mn2E 钢的CCT 曲线

冷却速度和冷却时间的测定见表2。结合金相组织

观察和硬度测定结果,得到H08Mn2E 钢的CCT 曲线见图2。

表2　H 08Mn2E 钢试样的冷却速度和冷却时间

T able 2　Cooling rate and cooling time of H 08Mn2E steel sample

曲线12345678910冷却速度/℃?s -1

23115 4.6 2.3 1.150.580.460.260.130.12冷却时间

60s

200s

6.6min

3.3min

26min

33min

2.2h

图1　H08Mn2E 钢的TTT 曲线Fig.1　TTT curve of H08Mn2E steel

213　组织观察

H08Mn2E 焊丝钢在不同冷却速度下的金相组

织见图3。

根据H08Mn2E 盘条钢的CCT 曲线,当以0125℃/s 的速度缓慢冷却时,盘条试样的组织为80%铁素体+20%珠光体,而且,即使冷却速度继续减小,盘条组织中铁素体和珠光体的比例基本保持不变。当冷却速度增大时,约为0135℃/s ,珠光体的含量减少,形成颗粒状贝氏体。该贝氏体的形成温度一般高于上贝氏体的形成温度,接近于Bs 点。这

图2　H08Mn2E 钢的CCT 曲线

Fig.2　CCT curve of H08Mn2E steel

些铁素体基体上岛状贝氏体组织的存在,可以起到

复相强化的作用,岛状组织越多,强化作用越大,钢的强度越高。另外,颗粒状贝氏体和同强度下的低碳贝氏体相比,屈服强度更低。原因可能是岛状第二相有一定数量的残留奥氏体;颗粒状贝氏体晶粒较粗大。试验表明[5]后一个因素可能更为重要。因此,贝氏体组织可以降低钢的屈强比,有利于某些应

2《金属热处理》2003年第28卷第12期

图3　H08Mn2E钢以不同的速度冷却时的金相组织　×400

(a)冷却速度为231℃/s时的组织为95%M+5%B(图2中曲线①)　(b)冷却速度为15℃/s时的组织为20%F+80%B(图2中曲线②) (c)冷却速度为23℃/s时的组织为40%F+55%B+5%P(图2中曲线④)　(d)冷却速度为0.58℃/s时的组织为75%F+5%B+20%P (图2中曲线⑥)　(e)冷却速度为0146℃/s时的组织为80%F+3%B+17%P(图2中曲线⑧)　(f)冷却速度为0112℃/s时的组织

为80%F+20%P(图2中曲线⑩)

Fig.3　Microstructure of H08Mn2E steel at different cooling rate　×400

力集中部位的应力重新分布,少量的贝氏体组织不会对钢的塑性变形产生较大的影响。

随着冷却速度的进一步增大,贝氏体含量不断增加,铁素体和珠光体不断减少,当冷却速度约为14℃/s时,珠光体消失,这时组织为20%铁素体+ 80%贝氏体。随着冷却速度的进一步增大,贝氏体含量不断增加,铁素体不断减少,当冷却速度约为43℃/s时,出现马氏体组织。进一步增大冷却速度,铁素体消失,贝氏体减少,形成大量马氏体组织。马氏体的硬度最高,其次为贝氏体,珠光体和铁素体的硬度最低。所以,由CCT曲线测试结果可以看出,随着冷却速度的增大,贝氏体和马氏体数量增多,钢的硬度也升高。

214　CCT曲线对轧制工艺的优化

对于低碳低合金焊丝,希望线坯材料的塑性和加工性能好,设法获得铁素体和少量的珠光体组织。冶炼和轧制H08Mn2E盘条钢的技术要求规定珠光体的含量不超过15%,而轧制工艺采用斯太尔摩缓慢冷却法,冷却速度约0125℃/s,参照CCT曲线,最后组织中珠光体含量约20%,这与实际测量结果相吻合。为了符合技术要求,减少珠光体的含量,可适当调整盘条轧制后控制组织转变阶段的冷却速度即吐丝后的冷却速度,可提高冷却速度至0137℃/s,以获得少量(5%)颗粒状贝氏体,减少珠光体的含量至15%,强度虽然稍微增加,但对盘条的塑性不会产生大的影响。

3　结论

(1)测定了H08Mn2E钢的等温转变曲线和连续冷却转变曲线。

(2)得到了此钢的各个临界点:Ac1和Ac3点分别是760℃和880℃,Ms点是370℃。

(3)根据测定的连续冷却转变曲线,优化了此种钢的轧制工艺。

参考文献:

[1]　唐伯钢.有关标准的缺陷和急待发展的焊丝品种[J].焊接技

术,1999,(6):40241.

[2]　Y B/T5129—1993,钢的连续冷却转变曲线图的测定方法(膨胀

法)[S].

[3]　Y B/T5127—1993,钢的临界点测定方法(膨胀法)[S].

[4]　G B5058—1985,钢的等温转变曲线图的测定方法(磁性法)

[S].

[5]　王学占.控制轧制与控制冷却[M].北京:冶金工业出版社,

1998.

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