低硅低碳

罗国华范植金朱．Ｋ秀
朱丛茂：轧后冷却Ｔ艺对低碳低硅钢组织与性能的影响
１５
不同返红温度对试验钢低温冲击性能的影响
样，并在光学显微镜下观察组织。

图２（ａ）、（ｂ）所示，返红温度控制在６００℃以下，试验钢组织为铁素体＋贝氏体＋珠光体；返红温度６５０℃时，组织为铁素体＋珠光体＋沿晶碳化物。

如图２（ｃ）。

用扫描电镜作进一步观察，返红温度在６００℃以下，钢中形成部分贝氏体，且返红温度越低贝氏体体积越大，数量越多，如图３（ａ，ｂ）。

返红温度达到６５０℃时，沿铁素体晶界有大量聚集、粗大的碳化物析出，如图３（ｃ）。

返红温度控制在６００℃以下时，一６０℃低温冲
击断口均呈现韧窝形貌。

返红温度５５０℃时，断口韧窝没有被拉长，呈现等轴状（图４ａ）；而返红温度
６００℃时，断口韧窝被明显拉长（图４ｂ）。

返红温度
在６５０℃时，低温断口形貌为典型河流花样，属于脆
性断口（图４ｃ）。

３
讨论
采用轧后快速冷却工艺，加大了组织形核的过冷度，增大组织的形核速率，抑制组织长大速率，可以细化钢的组织ｕ］，细化晶粒可以阻止裂纹形成及扩展，从而提高钢的韧性。

如图２所示，试验钢组织晶粒度达１０级，组织较为细小，从而保证钢的低温
韧性。

由于返红温度以及冷却速度不同，在快速冷却后的连续冷却过程中，钢中碳扩散速率不同，发生较为显著不同的组织转变。

快冷至６００℃以下，试验钢组织发生了部分贝氏体转变，少量塑性好的贝氏体通过塑性变形有效缓解裂纹前端的三向应力集
图２返红温度对试验钢金相组织的影响：（ａ）５５０℃；（ｂ）６００℃；（ｃ）６５０℃
图３返红温度对试验钢组织的影响：（ａ）５５０ｃ；（ｂ）６００℃；（ｃ）６５０Ｃ
图４返红温度对试验钢一６０℃冲击断口形貌的影响：（ａ
Ｊ５５０℃；（ｂ）６００℃；（ｃＪ６５０℃
１６武汉工程职业技术学院学报
中，从而使韧性断裂机制增强口矗］，在晶粒大小相同情形下，铁素体＋贝氏体＋珠光体多相复合组织是大大提高试验钢韧性的关键因素。

试验钢快冷后，返红温度为５５０℃，冷速加大，在轧制过程中形成的高密度位错在铁素体基体里得到更多保留（图５ａ），在铁素体基体中固溶的碳含量增加，强化了铁素体组织，位错运动阻力增大，并容易造成裂纹前端应力集中，使得钢的强度有所上升但塑性降低，低温冲击韧性有所下降。

返红温度为６００℃时，铁素体位错密度降低，钢的强度也有所下降，碳化物分散析出没有粗化（图５ｂ），对低温韧性十分有利。

返红温度在６５０℃以上，钢中不会出现贝氏体，温度越高，从奥氏体晶界析出碳化物越多，碳在晶界偏聚越严重，使碳化物越粗大且形状越不规则（图５ｃ），这种粗大碳化物是导致低温冲击韧性显著下降的主要原因。

图５试验钢的精细组织结构及碳化物形貌：（ａ）５５０℃；（ｂ）６００℃；（ｃ）６５０℃
４结论
（１）轧后喷水快冷返红温度控制在６００℃以下，低碳低硅钢组织发生部分贝氏体转变，形成了铁素体＋贝氏体＋珠光体多相复合组织，这种组织是实现低碳低硅钢高韧性的关键因素。

（２）返红温度为６００℃时，试验钢的低温冲击韧性最好；返红温度为５５０℃时，钢的强度有所上升且塑性降低，低温冲击韧性略下降；返红温度控制在６５０℃以上，粗大碳化物从奥氏体晶界析出，导致低温冲击韧性显著降低。

参考文献
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Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：１０ｗｃａｒｂｏｎｌｏｗｓｉｌｉｃｏｎｓｔｅｅｌ；ｌｏｗｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｄｕｃｔｉｌｉｔｙ；ｒａｐｉｄｃ００１ｉｎｇ；ｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓｔｒｕｃｔｕｒｅ
（责任编辑：栗晓）。