Effect of V Element and Heat Treatment Process on Microstructure and Properties of High Carban Microalloyed Steel
摘 要
为提高钒微合金钢的条件断裂韧度,利用Thermo-Calc热力学软件分析了含碳量(质量分数)为0.60%的钢在钒元素含量不同时,其析出相随温度的变化,确定了合适的钒元素含量。通过热力学计算及奥氏体晶粒度试验,提出了台阶式热处理工艺,并采用高温金相热模拟试验和实验室马弗炉对工艺效果进行了验证。结果表明:台阶式热处理工艺促进了铁素体形成,同时不会明显降低钢的硬度,使得试样强度和韧性均达到预定目标,明显改善了钒微合金钢的强韧配合关系。
Abstract
In order to improve the conditional fracture toughness value of V microalloyed steel, the variation of precipitation phase with temperature of steels with 0.60% carbon content and different V element contents were analyzed by Thermo-Cale thermodynamic software, and the suitable V element content was determined. Through thermodynamic calculation and austenite grain size test, the stepped heat treatment process was proposed and the process effect was verified by high temperature metallographic thermal simulation test and laboratory muffle furnace. The results show that the stepped heat treatment process promoted the formation of ferrite without significantly reducing the hardness of steel, which made the strength and toughness both reached the predetermined targets, and the toughness coordination relationship of V microalloyed steel was obviously improved.
中图分类号 TG156 TG164.4+13 DOI 10.11973/lhjy-wl201912003
所属栏目 试验与研究
基金项目 国家“863”计划资助项目(2015AA034302)
收稿日期 2018/11/7
修改稿日期
网络出版日期
作者单位点击查看
备注万志健(1991-),男,助理工程师,硕士,主要从事热处理工艺方面的工作,793174305@qq.com
引用该论文: WAN Zhijian,JIANG Bo,CHEN Gang,ZHAO Hai,ZOU Qiang. Effect of V Element and Heat Treatment Process on Microstructure and Properties of High Carban Microalloyed Steel[J]. Physical Testing and Chemical Analysis part A:Physical Testing, 2019, 55(12): 830~835
万志健,江波,陈刚,赵海,邹强. 钒元素及热处理工艺对高碳微合金钢组织和性能的影响[J]. 理化检验-物理分册, 2019, 55(12): 830~835
共有人对该论文发表了看法,其中:
人认为该论文很差
人认为该论文较差
人认为该论文一般
人认为该论文较好
人认为该论文很好
参考文献
【1】KHAN I N, STARINK M J, YAN J L. A model for precipitation kinetics and strengthening in Al-Cu-Mg alloys[J]. Materials Science and Engineering:A,2008,472(1/2):66-74.
【2】杨才福,张永权. 钒氮微合金化技术在HSLA钢中的应用[J]. 钢铁,2002,37(11):42-47.
【3】刘锦溪,张继祥,陆燕玲,等. 长期时效对C276合金组织和力学性能的影响[J]. 金属学报,2013,49(6):763-768.
【4】彭雯雯,曾卫东,闫文巧,等. 回火工艺对Aermet100超高强度钢组织与韧性的影响[J]. 材料热处理学报,2013,34(6):58-61.
【5】万德成,余伟,李晓林,等. 淬火温度对550 MPa级厚钢板显微组织和力学性能的影响[J]. 金属学报,2012,48(4):455-460.
【6】杨钢,吴江枫,陈新建,等. 热处理工艺对GTD-450叶片钢力学性能的影响[J]. 钢铁,2010,45(5):61-65.
【7】张开华,雍岐龙. 钒对高氮钢形变诱导相变的影响[J]. 钢铁钒钛,2006,27(4):43-47.
【8】邓建辉,张开华. PD3微合金热处理钢轨的性能和使用效果[J]. 特钢技术,1997,3(2):11-16.
【9】宋文强,李尚林. 热处理工艺对12Cr1MoV钢显微组织和力学性能的影响[J]. 理化检验(物理分册),2017,53(2):97-100.
【10】谭家俊. 金属材料及热处理专业知识解答[M]. 北京:国防工业出版社,1997.
【11】张锋. 基于铸坯的环件热辗扩成形工艺数值模拟[D]. 太原:太原科技大学,2011.
【12】张怀宇,惠卫军,董瀚,等. 简化42CrMo钢球化退火工艺的研究[J]. 钢铁研究学报,2007,19(3):62-65.
【13】O'BRIEN J M, HOSFORD W F. Spheroidization cycles for medium carbon steels[J]. Metallurgical and Materials Transactions A,2002,33(4): 1255-1261.
【14】秦芳诚,李永堂,巨丽,等. 环件辗扩成形过程微观组织及性能控制研究进展[J]. 机械工程学报,2016,52(16):42-56.
【15】CHEN H Q,BAI J X,QI H P,et al. Establishment of hot processing maps and hot ring rolling process of 42CrMo steel[J]. Journal of Mechanical Engineering,2014,50(16):89-96.
【16】何燕霖,李麟,叶平,等. Thermo-Calc和DICTRA软件系统在高性能钢研制中的应用[J]. 材料热处理学报,2003,24(4):73-77.
【17】刘建,王华昆,宋立秋,等. 钒氮微合金化高强度钢的研究及应用[J]. 上海金属,2006,28(2):56-60.
【18】康大韬,郭成熊. 工程用钢的组织转变与性能图册[M]. 北京:机械工业出版社,1992.
【19】刘宗昌,任慧平,王海燕. 奥氏体形成与珠光体转变[M]. 北京:冶金工业出版社,2010.
【20】刘国勋. 金属学原理[M]. 北京:冶金工业出版社,1980.
【21】胡光立, 谢希文. 钢的热处理: 原理和工艺[M]. 西安: 西北工业大学出版社,2012.
【22】齐俊杰,杨王玥,孙祖庆. 低碳钢过冷奥氏体形变过程中的组织及取向变化[J]. 金属学报,2002,38(6):629-634.
【23】肖纪美,职任涛,刘昌其. 奥氏体晶粒异常长大的理论和应用[J]. 特殊钢,1982,3(6):1-14.
【24】李伟,陈文琳,吴跃,等.42CrMo钢加热时奥氏体晶粒长大演化规律[J]. 材料热处理学报,2015,36(1):104-108.
【25】王葛,王东冉,刘利刚,等. Cr8钢奥氏体晶粒长大规律[J]. 材料热处理学报,2014,35(2):94-99.
【26】赵彦峰,王业勤,王晓南,等. 不同冷却速率下X70管线钢铁素体相变的模拟[J]. 钢铁研究学报,2012,24(2):54-58.
【27】孙奇,张立新,韦廷立,等. 回火温度对1Cr11Ni2W2MoV钢冲击性能的影响[J]. 理化检验(物理分册),2017,53(3):165-168.
【28】樊晓燕. 浅谈钢的热处理[J]. 机械管理开发,2007,22(2):72-73.
【2】杨才福,张永权. 钒氮微合金化技术在HSLA钢中的应用[J]. 钢铁,2002,37(11):42-47.
【3】刘锦溪,张继祥,陆燕玲,等. 长期时效对C276合金组织和力学性能的影响[J]. 金属学报,2013,49(6):763-768.
【4】彭雯雯,曾卫东,闫文巧,等. 回火工艺对Aermet100超高强度钢组织与韧性的影响[J]. 材料热处理学报,2013,34(6):58-61.
【5】万德成,余伟,李晓林,等. 淬火温度对550 MPa级厚钢板显微组织和力学性能的影响[J]. 金属学报,2012,48(4):455-460.
【6】杨钢,吴江枫,陈新建,等. 热处理工艺对GTD-450叶片钢力学性能的影响[J]. 钢铁,2010,45(5):61-65.
【7】张开华,雍岐龙. 钒对高氮钢形变诱导相变的影响[J]. 钢铁钒钛,2006,27(4):43-47.
【8】邓建辉,张开华. PD3微合金热处理钢轨的性能和使用效果[J]. 特钢技术,1997,3(2):11-16.
【9】宋文强,李尚林. 热处理工艺对12Cr1MoV钢显微组织和力学性能的影响[J]. 理化检验(物理分册),2017,53(2):97-100.
【10】谭家俊. 金属材料及热处理专业知识解答[M]. 北京:国防工业出版社,1997.
【11】张锋. 基于铸坯的环件热辗扩成形工艺数值模拟[D]. 太原:太原科技大学,2011.
【12】张怀宇,惠卫军,董瀚,等. 简化42CrMo钢球化退火工艺的研究[J]. 钢铁研究学报,2007,19(3):62-65.
【13】O'BRIEN J M, HOSFORD W F. Spheroidization cycles for medium carbon steels[J]. Metallurgical and Materials Transactions A,2002,33(4): 1255-1261.
【14】秦芳诚,李永堂,巨丽,等. 环件辗扩成形过程微观组织及性能控制研究进展[J]. 机械工程学报,2016,52(16):42-56.
【15】CHEN H Q,BAI J X,QI H P,et al. Establishment of hot processing maps and hot ring rolling process of 42CrMo steel[J]. Journal of Mechanical Engineering,2014,50(16):89-96.
【16】何燕霖,李麟,叶平,等. Thermo-Calc和DICTRA软件系统在高性能钢研制中的应用[J]. 材料热处理学报,2003,24(4):73-77.
【17】刘建,王华昆,宋立秋,等. 钒氮微合金化高强度钢的研究及应用[J]. 上海金属,2006,28(2):56-60.
【18】康大韬,郭成熊. 工程用钢的组织转变与性能图册[M]. 北京:机械工业出版社,1992.
【19】刘宗昌,任慧平,王海燕. 奥氏体形成与珠光体转变[M]. 北京:冶金工业出版社,2010.
【20】刘国勋. 金属学原理[M]. 北京:冶金工业出版社,1980.
【21】胡光立, 谢希文. 钢的热处理: 原理和工艺[M]. 西安: 西北工业大学出版社,2012.
【22】齐俊杰,杨王玥,孙祖庆. 低碳钢过冷奥氏体形变过程中的组织及取向变化[J]. 金属学报,2002,38(6):629-634.
【23】肖纪美,职任涛,刘昌其. 奥氏体晶粒异常长大的理论和应用[J]. 特殊钢,1982,3(6):1-14.
【24】李伟,陈文琳,吴跃,等.42CrMo钢加热时奥氏体晶粒长大演化规律[J]. 材料热处理学报,2015,36(1):104-108.
【25】王葛,王东冉,刘利刚,等. Cr8钢奥氏体晶粒长大规律[J]. 材料热处理学报,2014,35(2):94-99.
【26】赵彦峰,王业勤,王晓南,等. 不同冷却速率下X70管线钢铁素体相变的模拟[J]. 钢铁研究学报,2012,24(2):54-58.
【27】孙奇,张立新,韦廷立,等. 回火温度对1Cr11Ni2W2MoV钢冲击性能的影响[J]. 理化检验(物理分册),2017,53(3):165-168.
【28】樊晓燕. 浅谈钢的热处理[J]. 机械管理开发,2007,22(2):72-73.
相关信息