Q345D钢动态CCT曲线的研究

总第L55期2006年第5期河北冶全HEBEIMETALLURGYTOTALL552006，NUMBER5Q345D钢动态CCT曲线的研究杨林浩，朱新堂，万永健邯郸钢铁公司技术中T2,，河北邯郸056015摘要为了优化Q345D控轧控冷参数，在GLEEBLE试验机_J进_R热模拟试验，确定了热变形工艺参数以及热变形后冷却速度对相变开始温度、相变进行速度和组织的影响，为Q345D在中板二线上的顺利开发奠定了坚实基础。关键词CCT曲线；相变；再结晶中图分类号TG1511文献标识码A文章编号10065008200605000703RESEARCHABOUTDYNAMICCCTCURVEOFO345DSTEELYANGLINHAO，ZHUXINTANG，WANYONGJIANTECHNIQUECENTER，HANDANIRONANDSTEELCOMPANY，HANDAN，HEBEI，056015ABSTRACTTOOPTIMIZETHECONTROLLEDROLLINGANDCONTROLLEDCOOLINGPARAMETERSOFQ345DSTEEL，AHOTSIMULATIONTESTISDONEWITHGLEEBLETESTINGMACHINE，THEHOTDEFORMATIONPROCESSPARAMETERSAREDETERMINED，ASWELLASINFLUENCEOFTHECOOLINGSPEEDAFTERDEFORMATIONONTHESTARTINGTEMPERATUREANDTHECONDUCTINGSPEEDOFPHASETRANSFORMATIONANDTHESTRUCTURE，ANDSOCREATESABASEFORTHEDEVELOPMENTOFQ345DSTEELINMEDIUMPLATELINEKEYWORDSCCTCURVE；PHASETRANSFORMATION；RECRYSTALLIZATION1前言2000年6月，邯钢中板生产线一线进行了低合金钢种Q345D的试制，其生产工艺采用低C，NB微合金化控轧控冷，成品的各项力学性能指标均达到了标准要求。由于市场原因，该钢种迟迟未能形成批量生产。随着邯钢中板二线即将建成投产，如何发挥中板二线的控轧控冷优势，尽快实现Q345D钢板的批量生产提上了研究日程。为了优化Q345D控轧控冷参数，在GLEEBLE试验机上进行了热模拟试验，确定了热变形工艺参数以及热变形后冷却速度对相变开始温度、相变进行速度和组织的影响，为Q345D在中板二线上的顺利开发提供依据。2试验方案21试验材料的化学成分试验材料为16MMQ345D中板试样，其化学成分见表1。收稿日期20060823表L试验用钢的主要化学成分IMNSPBUNICRTIVQ13032133Q029025026N009N01000080303030322热模拟试验221CCT曲线测定方案将试验材料加工成8INLRL12INLRL的试样。为了保证NB的充分溶解，参考邯郸目前的加热规程确定加热温度为1200OC、保温时间为10MIN；试样的总变形程度真变形为115，接近热模拟试验机所允许的最大变形程度。取5个试样在1200OC保温10MIN后分别在1050，930，890，850OC时变形，各道次真变形依次为069，019，015，012，各道次变形速度依次为15，30，40，43S，道次间隙时间依次为7，12，1S，变形后分别以1，5，10，20，30OCS的冷却速度冷却至室温。试验样的模拟热变形工艺见图1所示。7维普资讯HTTP/WWWCQVIPCOM总第155期图1模拟热变形工艺示意图222复合冷却试验方案另取3个试样进行与221方案相同的加热轧制变形后，进行复合冷却试验模拟，即变形后试样先以3S的速度冷到844，再以30S的冷速冷到720，最后以5S的冷速冷却，不同的是第一个试样H1冷却到620OC后保温，第二个试样H2冷却到600后保温，第三个试样H3冷却到580OC后保温，保温时间为10S到120S。复合冷却试验方案如图2所示。时L司S图2复合冷却试验示意图223道次变形程度对相变点的影响试验方案为测试在相同的道次变形温度与间隙时间的情况下改变各道次变形程度，并以相同的冷却速度冷却时对相变点的影响，再取3个试样，采用与221试验方案相同的道次变形温度，但改变各个道次的真变形程度，即3个试样4个道次的真变形分别为136069，019，015，012；D7029，035，029，022；D8058，024，019，014。然后3个试样均以10S的冷速冷却。3试验结果31CCT曲线的绘制由221试验方案试样的温度一膨胀量关系曲线图3，由温度一膨胀量曲线可确定相变开始点和相变终了点。在本试验中，为了消除试样在高温相变时的热效应I斤引起的附加膨胀量，采用偏离一定转变量的方法，将偏离125作为相变点，将得到的8各点绘制成图4所示的CCT曲线。温度C图3测CCT曲线试样的温度一膨胀量曲线时间S1，1“CS冷却线；25CS冷却线；3，10S冷却线；4，20TS冷却线；5，30“CS冷却线；6，转变开始线；7，转变终了线；8，模拟现场冷却线图4试验样的CCT曲线图32复合冷却试验结果由222试验方案得到试样的时间一膨胀量关系曲线图5可以看出，该试样的时间一膨胀量关系曲线没有很明显的转变开始点和终了点。为了更加准确的确定相变转变点，将试验的冷却过程曲线绘制在CCT曲线中图6，冷却过程曲线与CCT曲线的交点温度值可以作为试样等温相变确定点的参考。结合222试验方案试验数据和图5、图6可以看出，本试验中的3个试样在进行等温时温度已经低于相变开始温度，试样H1与H2可以确定其转变终了点。H1在130S、H2在105S左右转变结束，但是H3的膨胀量全为负值，表明试样在保温开始时已经转变结束。删餐渣时间S图5复合冷却试验方案试样的时间一膨胀量曲线OOOOOOOOOOO0鲫如如加MPOOOOOOOOOO加如如加M8642O维普资讯HTTP/WWWCQVIPCOM河北冶金2006年第5期时间S1转变开限2转变终了线；3试样川冷却线；4试样112冷却线；5试样H3冷却线图6Q345D复合冷却试验方案试样的等温冷却曲线33道次变形程度对相变点的影响按照试验方案223得到的4个试样D3、D6、D7、D8的温度一膨胀量曲线见图7。鎏400450500550600650700750800温度C图7测道次变形程度对相变点影响试样的温度一膨胀量曲线4试验结果讨论由图3可以看出，一个试样的冷却曲线只产生2个拐点，将这些拐点连接起来产生的2条曲线即为转变开始线和转变终了线。由图4中可以看出，随着冷却速度增大，转变开始点和终了点降低，转上接第48页时间S1中心；212半径处；3表面图6GCRL5轴承钢轧后二次快冷钢温曲线图4结论150RNINGCR15轴承钢终轧温度控制约950，轧后以5S左右的冷却速度二次快速冷却到400450。经一段时间后钢温返红到620650，之后温度开始均匀下降，600左右缓变速度加快。这是因为铁素体相变属扩散型相变，加大冷却速度抑制了原子的扩散能力，使变形奥氏体分解在较低温度下进行，因此冷却速度的增加使AR3下降。由图7可以看出变形量对转变开始点的影响，D7，D6，D8，D3在930以上的真变形分别为064，078，082，088，对应的转变开始温度分别为720，735，745，750。由此可以得出结论在930随变形量的增加，转变开始温发升高热变形促使温度升高的主要原因是1在设定的试验温度范围内，奥氏体处于未再结晶和部分再结晶区。在这个区域变形，奥氏体因晶格扭曲提高了自由能，同时也增加了奥氏体的热力学不稳定性，因此增大了奥氏体分解的趋势。2变形后未发生再结晶的奥氏体晶粒被拉长，为奥氏体向铁素体转变提供了更多的形核部位，使铁素体形核率增加，促进了奥氏体向铁素体的转变，即由于形变诱导相变的作用使相变温度升高。5结论1CCT曲线表明Q345D钢随冷却速度的增加相变开始温度、结束温度降低，转变速度加快。2通过CCT曲线的测定，可预测Q345D的现场实际冷却过程中，相变的开始点为686左右、终了点为610左右，此温度值可以作为现场制定控制冷却工艺的参考。3在再结晶温度930以上增大真变形可以提高相变温度，这是形变诱导相变的结果。冷收集人冷房，待钢材温度低于200后出冷房人库，可获得良好的组织性能。2本试验的轴承钢生产工艺一方面抑制了再结晶晶粒的长大，使轴承钢组织为细珠光体和较薄的网状碳化物，保留了轴承钢因轧制变形引起的晶内缺陷，使碳化物呈弥散均匀分布