TSCR工艺生产IF钢相变及组织演变规律

中碳钢丝形变组织演变及其形成机制

第３卷６
Ｖｏ＿６ｌ３
第５期
Ｎｏ．５
金
属
２１年ｌ月０００
０ｃｏｅ２０ｔｂｒ０１
Ｍｅａｔｌ
ｄｉ１．９９ｊｉｎ１０４２．０００．０ｏ：０３６／．ｓ．０３— ２６２１．５０１ｓ
中碳钢丝形变组织演变及其形成机制
王利明，杨恒，吴建峰，孟庆辉，刘礼华
（江苏法尔胜泓舁集团有限公司，江苏江阴２４３）１４３
摘
要
为研究高强度中碳钢丝的生产工艺并探讨变形组织演变及其形成机制，４以５钢直径６５ｍ．ｍ盘条为原
料，计算经不同道次拉拔钢丝的真应变，采用扫描电镜进行金相组织分析及背散射电子衍射（ＢＤ）向分析，ＥＳ取用定量金相法计算铁素体、珠光体体积分数及其真应变。结果表明，中碳钢丝拉拔过程中，随应变的不断增大，铁素体、珠光体并不是同步变形，先共析铁素体变形大于珠光体，横截面上先共析铁素体所占的比例在不断减小，导致
（ａｇｕＦｓｎＨｐｓｎＧｏｐＣ．Ｌｄ，ｉｎｙｎ２４３，Ｃｉａｌｆｎｓａｔｏｅｒｕｏ，ｔ．Ｊｇｉ１４３ｈｎ）ｅｕａ
ＡｂｔａｔＩｒｅｏｒｓａｃｒｄｃｉｎｔｃｎｌｇｆｈｇｔｅｇｈｍｅｉｍａｂｎｓｅｌｉｅａｄｐｏｅｔｅｄｆｒｔｎｓｒｃｎｏｄｒｔｅｅｒｈｐｏｕｔｅｈｏｏｙｏｉｈｓｒｎｔｄｕｃｒｏｔｅｒｎｒｂｈｅｏｍａｉｏｗｏｍｉｍｓｒｃｕｅｅｏｕｉｎａｄｉｏａｉｎｍｅｈｎｓ，ｔｋｎ５ｓｅｌｗｒｏｔｉｍｅｅ５ｍｍｓｍａｅａ，ｔｅｔｅｃｔｕｔｒｖｌｔｎｔｆｒｔｃａｉｏｓｍｏｍａｉｇ４ｔｅｉｅｒｄｈｄａｔｒ６．ａｔｒｌｈｒｉｕｓａｎｆｓｅｒｎｅｇｉｇｄｆｒｎａｓｄａｎａｅｃｌｕａｅ，ａｏｔｇＳｔｉｓｏｔｌｗｅｕｄｒｏｎｉｅｅｔｐｓｒｗａｃｌｔｄｄｐｎＥＭｏａａｙｅｍｉｒｓｒｅｕｅａｄａｏｔｇｒｅｉｒｉｔｎｌｚｃｏｔｔｒｄｐｎｕｎｉＥＳｏａａｙｅｇａｎｏｅｔｔｎ，ｕｉｇｑａｔａｉｅｍｅａｌｇａｈｏｃｌｕａｅｖｌｍｅｆｃｉｎｏｅｒｅａｄｐａｌｅａｄＢＤｔｌｚｒｉｒｎａｉｎｉｏｓｎｕｎｉｔｔｌｒｐｙｔａｃｌｔｏｕｒｔｆｆｒｉｅｉｎｔｖｏａｏｔｎｒｔｔｅｒｒｅｓａｎ，ｔｅｒｓｌｓｓｏａｅｆｒｉｎｅｌｅａｅｎｔｓｎｈｏｉａｉｎｄｆｒａｉｎａｔｉｃｅｓａｕｌｈｉｕｔｔｒｉｈｅｕｔｈｗｔｔｈｒｅａｄｐａｉｒｏｙｃｒｎｚｔｅｏｈｔｅｔｒｔｏｍｔｓｓａｎｉｒａｅｇｄａｌｏｒｎｒｙｄｒｎｄｕｃｂｎｓｅｌｒｒｗｎ，ｅｄｆｒａｉｎｏｒ－ｕｅｔｉｅｆｅｉｍｏｅｔａｈｔｆｐａｌｅｈｒｐｒｕｇｍｅｉｍａｏｔｅｅｄａｇｔｅｏｉｒｉｗｉｈｍｔｆｐｅｅｔｃｏｄｆｒｔｓｏｉｒｈｔａｅｉ，ｔｅｐｏｏ — ｎｏｒｔｔｎｏｒ－ｕｅｔｉｅｒｅｄｃｅｓｓｃｎｉｕｕｌｎｃｏｓｓｃｉｎａｈｔａｎｉｃｅｓｎｉｆｐｅｅｔｃｏｄｆｒｉｅｒａｅｏｔｏｓｉｒｓ — ｅｔｓｔｅｓｉｎｒａｉｇ，ｗｈｃａｓｓｉｈｍｏｅｅｕｏｔｎｙｏｒｉｈｃｕｅｎｏｇｎｏｓｄｆｒａｉｎａｄｌａｓｔｃｏｔｃｕｅｄｆｃ．Ａｄｐｉｇｐｅｄ — ｕｅｔｉｒｃｓｏｉｈｂｔｐｅｉｉｔｎｏｒ —ｕｅｔｉｅｏｍｔｅｄｏｍｉｒｓｔｒｅｅｔｏｎｕｒｏｔｓｕｏｅｔｃｏｄｐｏｅｓｔｎｉｉｒｃｐｔｉｐｅｅｔｃｏｄｎａｏｆｆｒｔａｍｐｏｅｄａｉｇｓｒｎｈｌｔｏｄｕｃｒｏｔｅ，ａｄｔｅｍｅｉｍｃｂｎｓｅｌｗｒｓｆｒｒｐｔｒｅｒｅｃｎｉｒｖｒｗｎｔｇｉｍｅｉｍａｂｎｓｅｌｎｈｄｕａｏｔｅｉｅｏｏｅｗｈｍｏｅｉｅｔｍｉｆｒｉ

《低碳富硅合金钢温轧奥氏体等温转变组织与力学性能》范文

《低碳富硅合金钢温轧奥氏体等温转变组织与力学性能》篇一一、引言随着环保理念的深入人心和材料科学技术的不断发展，低碳富硅合金钢因其优异的性能和环保特性，在工业领域得到了广泛应用。

本文将重点探讨低碳富硅合金钢在温轧过程中奥氏体等温转变的组织演变及其对力学性能的影响。

二、低碳富硅合金钢的成分与温轧工艺低碳富硅合金钢，顾名思义，是以低碳（C含量较低）为基础，通过添加硅（Si）和其他合金元素（如Mn、Cr等）得到的复合材料。

其优良的强度、塑性及耐腐蚀性使得这种合金钢成为工业领域中理想的材料。

在生产过程中，温轧是一种常见的工艺，通过该工艺能够改变合金的组织结构，从而提高其力学性能。

三、奥氏体等温转变的组织演变在温轧过程中，低碳富硅合金钢经历了一系列复杂的相变过程。

其中，奥氏体等温转变是关键的一步。

奥氏体是钢在高温下的一种组织形态，具有面心立方结构。

当温度降低到一定范围时，奥氏体会发生等温转变，形成其他组织形态。

这些转变包括奥氏体向铁素体、贝氏体或马氏体的转变。

在转变过程中，由于合金元素和温轧工艺的影响，组织形态会发生明显变化，从而影响材料的力学性能。

四、组织转变对力学性能的影响组织结构的转变对低碳富硅合金钢的力学性能具有显著影响。

首先，在温轧过程中形成的奥氏体等温转变组织具有较高的强度和塑性。

其次，随着相变的发生，材料的硬度、韧性及耐疲劳性等力学性能也得到提高。

此外，合金元素的添加也对组织转变和力学性能有重要影响。

例如，硅元素能提高材料的淬透性和耐腐蚀性。

综合来看，适当的温轧工艺和合理的合金成分搭配可以显著提高低碳富硅合金钢的力学性能。

五、实验研究及结果分析为了深入探究低碳富硅合金钢在温轧过程中的组织演变及其对力学性能的影响，我们进行了大量的实验研究。

通过光学显微镜、电子显微镜等手段观察了材料的组织结构，并结合硬度计、拉伸试验机等设备测试了材料的力学性能。

实验结果表明，适当的温轧工艺能够促进奥氏体等温转变的进行，并显著提高材料的力学性能。

超低碳IF钢铁素体动态再结晶研究

摘要 : 在热模拟实验机上研究了超低碳 IF 钢铁素体区变形行为 ,结果表明 ,该钢种发生动态再结晶的变形条件为 : 变形温度 850 ℃,应变速度 1 s - 1 以下。在研究了变形工艺参数对该钢种动态再结晶影响的基础上建立了超低碳 IF 钢铁素体动态再结晶动力学方程。给出的超低碳 IF 钢铁素体变形动态再结晶动力学模型与试验结果吻合。关键词 : 超低碳 IF 钢 ; 铁素体 ; 动态再结晶 ; 动力学模型中图分类号 : T G335. 11 文献标识码 : A 文章编号 : 04492749X(2006) 0620063204
Study on Dynamic Recrystallization of Ferrite in Ultra low Carbon IF Steel
XU Guang1 , XU Chu2shao 2 , ZHAO J ia2ro ng1 , L IU Xian2jun1 , XION G J un2wei1
铁素体轧制技术是一种新的轧制工艺 , 一般用于生产超薄带钢 ,这种新的轧制技术尤其适合于超低碳 IF 深冲用钢板的生产 , 可以替代部分冷轧产品 ,降低生产成本。目前 ,国外一些企业已经成功地将铁素体轧制技术用于工业化生产超低碳 IF 钢 [ 1 ] 。国内目前只有宝钢 2 050 mm 热带轧机成功地用铁素体轧制新技术生产出了部分产品 [ 2 ] 。在铁素体轧制技术研究领域 , 国外的研究很 [ 3～ 5 ] 多。国内的研究主要集中在该钢种的流变应力上。对于该钢种铁素体轧制时的静动态再结晶研究极少。本文研究了超低碳 IF 钢的热变形行为 ,目的是确定该钢种铁素体轧制时发生动态再结晶的条件 ,探讨变形工艺参数对该钢种铁素体轧制时动态再结晶的影响规律 , 并在试验的基础上建立该钢种铁素体轧制时的动态再结晶动力学方程。

热分析技术研究IF钢回复、再结晶及相变过程

热分析技术研究ＩＦ钢回复、再结晶及相变过程作者：李俊虎来源：《硅谷》2009年第05期[摘要]利用DSC技术研究IF钢回复、再结晶、相转变行为，指出第二相粒子对冷变形IF 钢间段退火过程的影响，通过定量计算再结晶激活能的方法说明第二相弥散析出对再结晶过程的控制作用。

DSC定量分析铁的同素异构转变潜热为10J/mol。

[关键词]差示扫描量热DSC 无间隙原子钢中图分类号：O59文献标识码：A文章编号：1671－7597（2009）0310122－01IF钢也称无间隙原子钢，主要应用于汽车制造工业中，它通常利用几十个纳米以下的第二相粒子强化，使其保持优良的成形性条件下，获得高得强度，以满足超深冲板板的性能要求。

回复、再结晶、相变的控制是生产过程中的重要环节，这些行为也成为近年来IF钢研究的重要领域，大量研究无间隙原子钢的资料表明，研究方法多采用光学显微镜、显微硬度仪、扫描电镜及透射电镜等显微分析技术，并且都具有一定的局限性。

热分析技术是研究物质在加热和冷却过程中产生某些化学变化的技术。

热分析技术能够原位地反映变形IF钢在加热条件下，第二相粒子与晶体缺陷的交互作用，而且能够准确地获得再结晶激活能和相变潜热，从而弥补显微分析方法误差较大的不足，是一种有效的研究方法。

本文以IF钢为例着重介绍热分析技术在无间隙原子钢回复、再结晶及相变过程中的应用，揭示应用热效应来分析与研究IF钢转变的特点与规律。

一、实验结果与分析经强烈冷形变的金属材料，由于组织的改变和产生了大量的晶体缺陷，使材料的一系列性能发生了变化，如果能提供热激活的条件，形变金属的性能就能恢复到冷变形前的原始状态。

再结晶是形成无畸变新晶粒的退火过程，该过程金相组织明显改变，性能全部复原。

回复与再结晶广泛应用于冷形变后的退火工艺，并对热形变与材料高温机械性能有直接影响，往往在固态相变中也伴随发生回复与再结晶。

究回复再结晶过程中的能量变化，形变金属储存了相当数量的弹性畸变能，使系统处于亚稳状态，有力图向稳态转化的趋势，形变金属随热激活条件变化储存能逐渐释放点缺陷减少和位错的再排列，储存能有所将低，这是回复阶段，在再结晶阶段大角度晶界形成和迁移，基体中的位错被吃收到晶界中迅速解体销毁，储存能消失，性能全部回复。

IF钢的工艺性能及概述

图1 Nb、Ti对IF钢奥氏体区进行的, 为了使热带晶粒细化, 采用高的终轧压下率和终轧后快速冷却。IF钢在奥氏体再结晶区热轧时, 其道次变形量不能太小, 否则, 就会产生奥氏体部分再结晶, 形成混晶组织, 对IF钢的深冲性能不利。在奥氏体再结晶区热轧总变形量越大, 则在轧制时发生的形变再结晶次数越多, 热轧后得到的铁素体晶粒就越均匀, 越有利于得到等轴状的铁素体晶粒, 研究表明晶粒呈等轴状时有利于IF 钢深冲性能的提高。
2.3.2 加热温度
IF钢的终轧方式有两种即奥氏体区轧制、铁素区轧制, 奥氏区轧制是无论精轧还是粗轧, 轧制温度均在Ar3以上, 而铁素体区轧制时粗轧温度在Ar3以上而精轧温度在A r3以下, 即在铁素体区轧制。由于终轧温度的不同, 加热温度也有差别。传统工艺多采用奥低体区轧制, 由于IF 钢中含有T i和Nb, Ti和 Nb对钢再结晶性能的影响如下图1所示。由于钢中Ti和Nb存在致使IF钢的γ→α转变温度升高, 为了使其充分奥氏体化, IF钢的出钢温度较普通钢高据某钢厂的实际生产数据表明, IF钢的出钢温度一般较普碳钢高20℃左右。由于铁素体轧制可以降低加热温度, 节约能源, 轧后产生粗大的二相粒子和细小铁素体晶粒, 在随后的冷轧和退火处理过程中产生分布均匀和强的再结晶织构等优点, 铁素体轧制技术作为一项新技术而得到广泛的应用。CSP生产中由于不存在γ→α → γ的转变, 所以可采用较低的加热温度和终轧温度, 容易实现铁素体区轧制, 生产一些薄规格的IF钢。
3 IF钢的合金元素和性能特点 3.1 IF钢的合金元素的含量 C≦0.003；Si≦0.03；Mn：0.10～0.20； P≦0.006；S≦0.007； Al：0.02～0.05； Ti：0.04～0.08；O≦0.003；N≦0.004； Nb：0.06～0.25。

钛微合金化热轧TRIP钢的连续冷却相变研究

钛微合金化热轧TRIP钢的连续冷却相变研究衣海龙;徐薇;龙雷周;刘振宇【摘要】用Formastor-FII相变仪研究了钛微合金化TRIP在不同开冷温度下的连续冷却相变,建立了实验钢的连续冷却转变曲线,分析了铁素体、贝氏体及马氏体的相变规律.结果表明,随着冷却速率的增加,实验钢依次经过铁素体、贝氏体及马氏体相区,在较宽的冷却速率范围内,均可获得贝氏体及马氏体组织,其Ms点为450℃左右;随着开冷温度的降低或冷却速率的提高,实验钢的铁素体及贝氏体开始转变温度降低,抑制了铁素体及贝氏体相变;随着冷却速率的增加,实验钢的显微组织由铁素体+粒状贝氏体逐步转变为板条贝氏体+板条马氏体及板条马氏体组织;当冷却速率较低时,铁素体由晶内铁素体和晶界铁素体组成,晶内铁素体形核质点为复杂的氧化物及硫化物.【期刊名称】《材料工程》【年(卷),期】2015(043)003【总页数】5页(P7-11)【关键词】热轧TRIP钢;连续冷却转变曲线;晶内铁素体;贝氏体【作者】衣海龙;徐薇;龙雷周;刘振宇【作者单位】东北大学轧制技术及连轧自动化国家重点实验室,沈阳110819;东北大学轧制技术及连轧自动化国家重点实验室,沈阳110819;东北大学轧制技术及连轧自动化国家重点实验室,沈阳110819;东北大学轧制技术及连轧自动化国家重点实验室,沈阳110819【正文语种】中文【中图分类】TG115.21+3为了满足汽车工业及相关机械行业的发展需求，高强塑积的高强钢不断引起人们的关注，其中TRIP钢由于具有良好的强度，同时又具有良好的塑性，一直引起人们的广泛关注［1－4］，但 TRIP钢的生产方式大多采用复杂的热处理工艺，给TRIP钢实际生产及推广应用带来了较大的困难。

随着轧制与冷却技术的进步，热轧态TRIP钢在实际生产中具有工艺的可行性，且由于可省去复杂的热处理过程，具有成分简单、工艺可实施强等优势，具有良好的发展前景［5－7］。

从热轧TRIP钢的成分设计上来说，除了选用C，Si，Mn等常用的固溶强化元素外，还添加Nb，V，Ti等微合金元素，拟通过细晶强化及析出强化提高热轧TRIP钢的性能，其中研究较多的为Nb，V 系的 TRIP钢［8－10］，而对钛微合金化TRIP钢的研究则相对较少。

钢在加热及冷却时的组织转变

A长
A 形核
一、钢在加热时的组织转变
（一）共析碳钢A形成过程示意图
3)残留渗碳体的溶解铁素体先于渗碳体消失。因此，奥氏体形成后，仍有未溶解的渗碳体存在，随着保温时间的延长，未溶渗碳体将继续溶解，直至全部消失。4)奥氏体成分均匀化延长保温时间，让碳原子充分扩散，才能使奥氏体的含碳量处处均匀。
§4－2 钢在加热及冷却时的组织转变
一、钢在加热时的组织转变二、钢在冷却时的组织转变
一、钢在加热时的组织转变
1．钢在加热和冷却时的相变温度
在加热时钢的转变温度要高于平衡状态下的临界点；在冷却时要低于平衡状态下的临界点。
加热时的各临界点： 1、3和
冷却时的各临界点： 1、3和
一、钢在加热时的组织转变
（一）共析碳钢A形成过程示意图
1. 1)奥氏体的形核 2. 优先在铁素体和渗碳体
的 23)奥. 氏相体界晶面核上的形长成大。在奥氏体中出现碳的浓度梯度，并引起碳在奥氏体中不断地由高浓度向低浓度的扩散。为了维持原界面碳浓度平衡，奥氏体晶粒不断向铁素体和渗碳体两边长大，直至，铁素体全部转变为奥氏体。
留氏在体低铁，低碳的用碳晶符马马格号氏中M氏体表，体其示形形。成状碳在为α－中的过高高饱碳碳和马马固氏氏溶体体体，其称断为面马一束一束相互平行的细条呈针叶状，故也称针状状，故也称板条状马氏体马氏体
总结过冷奥氏体转变产物（共析钢）
2．奥氏体的连续冷却转变
1、在等温转变图上估计连续冷却转变产物
转变开始线与纵坐标轴之间的时间为孕育期。在C曲线拐弯的“鼻尖处”（约550℃），孕育期最短，过冷奥氏体最不稳定。
水平线为马氏体转变开始线（约230℃），水平线为马氏体转变终了线（约－50℃）。 A′：残余奥氏体，即淬火冷却到室温后残留的奥氏

4-2钢在加热及冷却时的组织转变1

一、钢在加热时的组织转变1．钢在加热和冷却时的相变温度钢在固态下进行加热、保温和冷却时将发生组织转变，转变临界点根据Fe-Fe3C 相图确定。

平衡状态下：当钢在缓慢加热或冷却时，其固态下的临界点分别用Fe-Fe3C相图中的平衡线A1(PSK线)、A3(GS线)、Acm(ES线)表示。

实际加热和冷却时：发生组织转变的临界点都要偏离平衡临界点，并且加热和冷却速度越快，其偏离的程度越大。

实际加热时——临界点分别用Ac1、Ac3、Accm表示实际冷却时——临界点分别用Ar1、Ar3、Arcm表示钢热处理加热的目的是获得部分或全部奥氏体，组织向奥氏体转变的过程称奥氏体化。

加热至Ac1以上时：首先由珠光体转变成奥氏体（P → A）；加热至Ac3以上时：亚共析钢中的铁素体将转变为奥体（F → A）；加热至Accm 以上时：过共析钢中的二次渗碳体将转变成奥氏体（Fe3CI→ A）2．奥氏体的形成钢在加热时的组织转变，主要包括奥氏体的形成和晶粒长大两个过程。

共析钢奥氏体化：热处理加热至Ac1以上时，将全部奥氏体化亚共析钢奥氏体化：原始组织为F+P，加热至Ac1以上时，P先奥氏体化，组织部分奥氏体化；加热至Ac3以上时，F奥氏体化，组织全部奥氏体化过共析钢奥氏体化：原始组织为P+Fe3C，加热至Ac1以上时，P先奥氏体化，组织部分奥氏体化；加热至Acm以上时，Fe3C奥氏体化，组织全部奥氏体化2、奥氏体的晶粒大小奥氏体晶粒对性能影响：奥氏体的晶粒越细小、均匀，冷却后的室温组织越细密，其强度、塑性和韧性比较高。

[奥氏体的晶粒度]：晶粒度是指多晶体内晶粒的大小，可以用晶粒号、晶粒平均直径、单位面积或单位体积内晶粒的数目来表示。

GB/T8493-1987将奥氏体晶粒分为8个等级，其中1~4级为粗晶粒；5~8级为细晶粒。

[本质粗晶粒钢]：热处理时随加热温度的升高，奥氏体晶粒迅速长大的钢。

[本质细晶粒钢]：热处理时随加热温度的升高，奥氏体晶粒不易长大的钢。