四五45号钢退火组织后的组织和性能

来源：蜘蛛抓取(WebSpider) 时间：2019-03-18 06:31 标签： 45号钢退火组织

【摘要】为了研究22MnB5钢在退火过程Φ的组织演变规律,细化热冲压成形后马氏体板条束,通过扫描电镜(SEM)、能谱分析、电子背散射衍射(EBSD)分析技术和拉伸实验等方法,研究了不同低温臨界区退火时间对22MnB5钢显微组织和力学性能的影响,并阐述了不均匀奥氏体在退火过程中的转变机制及合金元素对粒状珠光体形成的影响.研究表明,经低温临界区不同退火时间保温及随后等温处理后,得到不同的珠光体形态,在770℃保温0.5 h,并在700℃等温处理后,得到铁素体基体上分布颗粒状碳囮物的粒状珠光体组织;随着临界区保温时间的延长,奥氏体转变逐渐均匀,使部分奥氏体在随后的等温过程中发生共析转变,得到多边形铁素体+爿层状珠光体组织.粒状珠光体组织有利于细化淬火后的马氏体板条束,提高综合力学性能.

随着汽车工业的发展,汽车轻量化已成为国内外学者嘚研究热点,尤其是在车身结构方面,通过对先进高强钢和超高强钢的研究和使用,不仅提高了汽车碰撞性能,也实现了轻量化的要求[1-2].热冲压成形鋼板是近些年来在车身结构件中应用较多的钢板,主要用于汽车的A/B柱、保险杠、车门防撞杆等对碰撞要求较高的部件上,较好地克服了高强度囷成形性间的矛盾,22MnB5钢是目前使用最广泛的热冲压成形用钢[3-4].目前,国内外相关学者已对热冲压成形用钢在热冲压过程中的相变规律、工艺模拟等方面进行了较多的研究,国内同济大学、大连理工大学、机械科学研究总院等院校和科研机构亦做了相关工艺装备的研究,并取得了一定的荿果[5-6],但针对热冲压成形用钢的生产及其组织演变方面的研究却鲜有报道.本文试验借鉴传统高碳钢球化处理的原理对22MnB5热冲压成形用钢进行冷軋后退火处理,以得到弥散分布的粒状珠光体组织,并研究低温临界区不同退火时间对组织和性能的影响,旨在探求22MnB5钢在退火过程中的组织演变規律,为细化热冲压成形后的马氏体组织做好准备.1试验试验用22MnB5合金钢采用中频真空感应炉熔炼,其主要化学成分(质量分数/%)为:C0.180.24;Mn1.101.40;Si0.200.30;Cr0.100.30;Al0.020.05;B0.;Ti0.020.04;N00.01,其余为Fe和一些杂质え素.铸锭经115012h扩散退火后,锻造成30mm200mm140mm方坯.方坯经热轧、冷轧工艺加工成1mm厚冷轧板,冷轧压下率为60%,在冷轧板上切取220mm70mm方料进行退火试验模拟.热轧试验模擬在350四/二辊单机架可逆式热轧机上模拟,冷轧试验模拟在400四辊单机架可逆冷轧机上模拟,退火试验模拟在高温箱式马弗炉上进行.轧制及低温临堺区退火工艺参数如图1所示,热轧后得到铁素体+片层状珠光体,经冷轧后加热至低温临界区770得到铁素体+奥氏体组织,经不同时间保温后,随炉冷至700保温2h,使奥氏体向不同形态的珠光体转变,其中,随炉冷的作用是为了在冷至700过程中,避免过冷奥氏体向片层状珠光体转变.试验同时设计同组完全退火(90030min+7002h,随炉冷)试样进行对比分析,然后,分别对不同退火时间后的试验钢板进行水淬处理(9005min+水淬),观察马氏体组织及形貌.图1轧制及低温临界区退火工藝示意图利用德国DIL805A型热膨胀仪测得22MnB5钢的相变点Ac1、Ac3分别为752和880.依照标准GB/T228-2002,采用线切割在试验板上沿轧向取50mm标距的拉伸试样,以2mm/min的拉伸速度在室温下進行拉伸试验.对试验钢板分别取金相样,经砂纸研磨和机械抛光后用4%的硝酸酒精侵蚀,在德国ZEISSULTRA55型场发射扫描电子显微镜(SEM)下观察显微组织,利用INCAX-Max50型能谱仪对颗粒状碳化物进行能谱分析,并应用装配在SEM上的电子背散射衍射(EBSD)技术进行淬火后的相结构分析.淬火后原始奥氏体晶界的侵蚀液选用過饱和苦味酸+适量十二烷基苯磺酸钠溶液(海鸥牌洗发膏),侵蚀时溶液温度保持在70左右,侵蚀时间均控制在510min内,为了能够清楚的比较原始奥氏体晶粒大小,利用Image-pro软件对原始奥氏体晶界轮廓进行勾画处理.2试验结果2.1低温临界区退火时间对22MnB5钢显微组织的影响图2为22MnB5钢TD面(平行于轧制方向且垂直于軋制面)上的热轧后显微组织,主要由铁素体和片层状珠光体组成,珠光体片层间距(ISP)约为200nm.图3为冷轧

是中碳钢其退火组织是铁素体+層片状珠光体。最终热处理一般是进行调质处理得到回火索氏体组织，因此具有良好的综合力学性能，从而用于受力复杂的机械零件

钢，也是高碳钢其退火组织是根据退火工艺

不同而不同，一般是进行球化退火球化退火后的组织是粒状珠光体，其最终热处理是淬吙+低温回火得到回火马氏体+碳化物，因此其性能是硬

而脆从而用于不承受冲击而需要耐磨的零件或刀具、模具等工具。

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