冷卻速度對微合金化中碳非調質鋼組織和性能的影響

田紫維， 姚彥欣， 劉佳興， 王智怡， 胡章權， 蔣 波

(1. 北京科技大學 高等工程師學院， 北京 100083； 2. 北京科技大學 材料科學與工程學院， 北京 100083)

非調質鋼具有節能、成本低廉等優勢，且可克服淬火帶來的畸變和開裂等缺陷，是制備曲軸的優良原材料[1-2]。獲得高強韌性的非調質鋼是目前國內外發動機曲軸材料的研究熱點，但是因為曲軸在二次加工過程中的變形溫度高、變形量小且不均勻，使得鍛件的部分位置發生二次再結晶，得到粗大的鐵素體-珠光體組織，強度難以滿足工業要求，同時塑韌性一般。因此，為了滿足非調質鋼高強韌性的需求，在粗大組織問題很難解決的情況下，通過調整微合金元素和閉式模鍛過程中的冷卻速度，以提高細晶強化和析出強化效果，是當前最直接有效的方法。

曲軸用非調質鋼作為一種特殊質量的結構鋼，按其組織主要可分為鐵素體-珠光體型和貝氏體型兩種，冷卻速度作為影響顯微組織轉變的一個重要工藝參數，前人早已對冷卻速度對中碳非調質鋼組織和性能的影響進行了大量的研究工作，楊占兵等[3]觀察了不同冷速下獲得的含Ti非調質鋼的顯微組織，并繪制了靜態連續冷卻轉變曲線。結果表明，在空冷條件下獲得細小無序分布的晶內鐵素體，明顯提高了試驗用含Ti非調質鋼的韌性。趙秀明等[4]對鍛后不同控冷工藝條件下微合金非調質鋼鍛件的顯微組織、拉伸性能等進行了試驗分析。結果表明，在正常的鍛造加熱溫度和終鍛溫度條件下，采用鍛后快冷的工藝，可使微合金鋼鍛件的沖擊性能提高近4倍，同時仍具有較高的強度，且塑性略有提高。……