裂解加工汽車連桿用V-N微合金鍛鋼的連續(xù)冷卻轉(zhuǎn)變
發(fā)布人：上海艾荔艾金屬材料有限公司www.jshcn.cn
更新時間：2015-12-17
通過對應(yīng)用于汽車發(fā)動機(jī)裂解連桿的V-N微合金鍛鋼奧氏體連續(xù)冷卻轉(zhuǎn)變的研究，確定連續(xù)冷卻過程中奧氏體轉(zhuǎn)變過程及轉(zhuǎn)變產(chǎn)物的組織和性能，對于合理制定其控制鍛造及鍛后冷卻工藝以使其強(qiáng)韌性良好匹配，具有極其重要的意義。
? ?發(fā)動機(jī)連桿裂解加工技術(shù)是目前國際上連桿生產(chǎn)的新技術(shù)，具有節(jié)材節(jié)能，生產(chǎn)成本低的優(yōu)點(diǎn)。目前，用于裂解加工的連桿材料主要通過熱鍛和控制冷卻來獲得需要的組織和性能。因此，為了設(shè)計(jì)鋼的鍛造和熱處理工藝，研究其關(guān)鍵轉(zhuǎn)變溫度是非常有必要的。
在實(shí)際的鋼材鍛造過程中，鋼的變形通常處在奧氏體相區(qū)，在隨后的冷卻過程中，奧氏體發(fā)生轉(zhuǎn)變。因此，本工作通過對應(yīng)用于汽車發(fā)動機(jī)裂解連桿的V-N微合金鍛鋼奧氏體連續(xù)冷卻轉(zhuǎn)變的研究，確定連續(xù)冷卻過程中奧氏體轉(zhuǎn)變過程及轉(zhuǎn)變產(chǎn)物的組織和性能，對于合理制定其控制鍛造及鍛后冷卻工藝以使其強(qiáng)韌性良好匹配，具有極其重要的意義。
試驗(yàn)材料采用某公司開發(fā)的汽車裂解連桿用V-N微合金鍛鋼，其化學(xué)成分如表1所示。工業(yè)生產(chǎn)所用的鐵水經(jīng)過電爐初煉、LF鋼包精煉后澆鑄成連鑄方坯，在蓄熱式加熱爐內(nèi)加熱、保溫，然后進(jìn)行軋制和控制冷卻，軋制成圓鋼。
表1??V-N微合金鍛鋼的化學(xué)成分（質(zhì)量分?jǐn)?shù)，%）
C
|
Si
|
Mn
|
P
|
S
|
V
|
N
|
0.36
|
0.66
|
1.00
|
0.010
|
0.045
|
0.16
|
0.010
|
?
連續(xù)冷卻試驗(yàn)在FORMASTOR-F熱膨脹試驗(yàn)機(jī)上進(jìn)行，采用Φ5mm×10mm圓柱形試樣。試樣以10℃/s的速度加熱到1050℃保溫10min，然后以0.05℃/s的速度冷卻到室溫，測量其Ac1轉(zhuǎn)變溫度。根據(jù)測量的Ac1轉(zhuǎn)變溫度，將試樣以10℃/s的速度加熱到Ac1+30℃保溫10min，然后分別以0.1、0.2、0.5、1.0、2.0、5.0、10.0、30.0℃/s的速度冷卻到室溫測量溫度-膨脹量曲線，確定相變溫度，繪制連續(xù)冷卻轉(zhuǎn)變圖。
采用光學(xué)顯微鏡和自動圖像分析儀觀察和分析不同冷卻速度對奧氏體連續(xù)冷卻轉(zhuǎn)變組織的影響。在透射電鏡中觀察試樣中的析出相，并用能譜儀對析出相進(jìn)行成分分析。結(jié)果表明：
（1）V-N微合金鍛鋼在較低的冷卻速度下發(fā)生γ→α+P轉(zhuǎn)變，室溫組織是鐵素體和珠光體；在較高的冷卻速度下發(fā)生γ→M轉(zhuǎn)變，最終產(chǎn)物為馬氏體組織（或少量鐵素體和馬氏體組織）。
（2）V-N微合金鍛鋼在奧氏體連續(xù)冷卻轉(zhuǎn)變過程中，冷卻速度越大，先共析鐵素體轉(zhuǎn)變結(jié)束越早，珠光體轉(zhuǎn)變開始也越早，其珠光體組織比例越大；同時，冷卻速度越大，晶粒越細(xì)小。
（3）隨著冷卻速度的增大，V-N微合金鍛鋼中析出相多而細(xì)小；但當(dāng)冷卻速度增大到一定程度后（≥10℃/s），第二相的析出被抑制。
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