文章编号:1004-9762(2004)04-0321-0542CrMo钢贝氏体转变的研究李 涛,包喜荣,杨 慧(内蒙古科技大学材料科学与工程学院,内蒙古包头 014010)关键词:42CrMo钢;等温淬火,贝氏体组织中图分类号:TG142 1 文献标识码:A摘 要:根据42CrMo钢的TTT曲线,对其钢贝氏体的转变过程进行了研究.利用光学显微镜、扫描电子显微镜对试样进行组织观察,并用洛氏硬度计对试样的硬度进行了精确测量.结果表明,在540 等温淬火得到典型的无碳贝氏体组织;在500 等温淬火得到贝氏体铁素体束相互平行分布的上贝氏体组织,同时有少量的无碳贝氏体组织的混合组织;在460 等温淬火得到羽毛状上贝氏体组织,同时还有一定的下贝氏体组织;在350 等温淬火得到典型的下贝氏体组织.同时发现等温淬火温度相同的试样的硬度值均随等温时间的延长而降低.此外,受化学成分不均的影响,贝氏体铁素体条分布也明显不均,在碳含量低的区域容易形核和长大.Research of transformation of bainite in42CrMo steelLI Tao,B AO X-i rong,YANG Hui(Material Science and Engineering School,US T Inner Mongolia,Baotou014010,China)Key words:the steel42CrMo;isothermal quenching;organization of baini teAbstract:The process of transformation of bainite in42CrMo steel was mainly researched on the basis of s teel42C rMo s TTT Diagram.The sam-ples were observed by an optical microscope and an electronic scanning microscpoe.Every sample was accurately measured by HRC sclerometer. The result sh ows that,by isothermal q uenching,the carbide-free bainite was brought at540 and parallel B F of upper bainite was chiefly found wi th a little carbide-free bainite at500 ,while the feather shape of upper bai nite was chiefly found wi th a little low bainite at460 ,with the low bainite brought only at350 .Meanwhile,as the time of isothermal quenching grows longer,the hardness of samples becomes much lower. Moreover,the B F would distribute asymmetrically and the bainite organization forms and grows easily at lower carbon con tent.近年来,随着汽车和桥梁等减重要求的提高,日、中、韩等国正在进行1500MPa级高强度合金钢的研究,耐延迟断裂性能是开发高强度合金钢的关键问题之一.研究表明,42CrMo钢经等温淬火工艺可获得下贝氏体组织,具有高强度和优良的耐延迟断裂性能,可用来开发1500MPa级高强度合金钢[1].同时,42Cr Mo钢具有优良的综合机械性能和工艺性能,淬透性比较好,低温冲击值较高,高温强度好,抗蠕变性能好,还有好的抗高压氢能力.因此,42Cr Mo钢具有广泛的用途.本文主要研究了42Cr Mo钢在不同温度等温淬火后的贝氏体组织的形貌.1 试验材料和方法1 1 试验材料试验所用材料为42CrMo钢,其主要化学成分如表1.2004年12月第23卷第4期包头钢铁学院学报Journal of Baotou University of Iron and Steel TechnologyDecember,2004Vol.23,No.4收稿日期:2004-09-19作者简介:李 涛(1974-),女,辽宁葫芦岛人,内蒙古科技大学讲师,硕士,主要从事金属材料研究.表1 42CrMo 钢的主要化学成分(质量分数,%)Table 1 The main chemical composition of 42CrMo steelCSi Mn Cr Mo P S Cu 0.38~0.450.20~0.400.50~0.800.90~1.200.15~0.250.040.040.301 2 试验方法及步骤根据42CrMo 钢TTT 图[1,2],制订工艺a~d,如图1所示.利用钼丝切割机将42CrMo 钢切割成厚度为4m m 的试样,把试样放入已经预热至950 的RX -6-13型5#电阻炉,保温20min;再将试样快速放入预热好的盐浴炉中,等温淬火,然后将等温好的试样快速取出水冷至室温.然后磨样,观察组织并分析,测硬度.图1 热处理工艺曲线Fig.1 The sketch map of heat treatment process2 实验结果与分析2 1 在540 等温淬火所得组织及分析讨论图2为同一42Cr Mo 钢试样在950 奥氏体化和540 等温淬火,等温时间分别为100,600s 的金相显微照片.图中的明亮基体均为马氏体组织,不规则颗粒或条状组织为贝氏体铁素体.图3为42Cr Mo 钢试样在540 等温淬火100s 所得组织的扫描电镜照片,与图2取自同一试样.图中黑色的基体为板条马氏体组织,较为明亮的为贝氏体组织.向上箭头所指的亮点是未溶碳化物或贝氏体组织端部与观察面相截的结果,而铁素体上的亮点(如右箭头所指)是转变过程中析出的碳化物.在5000倍下观察到的无碳贝氏体组织多为块状,向左箭头所指的呈曲条状,是因为沿原奥氏体晶界生成不久.因为晶粒取向不同,图3中还可见到深黑的无碳贝氏体组织(如向下箭头所指).图2,3中的贝氏体组织均为无碳贝氏体,但在形态上存在很大差别.图2(a)中已有常见的无碳贝氏体组织,但更多是针片状.当等温淬火时间较长时,得到典型无碳贝氏体,如图2(b),贝氏体组织多为粒状且有相邻贝氏体组织相互衔接现象.这表明无碳贝氏体形成的早期不是通常所见的粒状,而是多为针状.同时在保温100s 的试样照片中存在贝氏体铁素体沿原奥氏体析出和生长的现象,这是因为在晶界处存在较高的能量和成分起伏,有利于贝氏体铁素体形核.图2(a)中向右箭头所指的无碳贝氏体生长不充分,形成了明显的由晶界处向晶内平行生长的束状的贝氏体铁素体.322包头钢铁学院学报2004年12月 第23卷第4期图2 在540 等温淬火所得组织F ig.2 The microstructure obtained by isothermal quenching at 540(a)100s;(b)600s图3 在540 等温淬火100s 所得组织Fig.3 The m icrostructure obtained by isothermal harden -ing for 100seconds at 540无碳贝氏体的形成,主要是由于等温淬火温度高,碳在铁素体和奥氏体中的扩散能力都很强,当贝氏体铁素体形核后,其过饱和碳能够快速地扩散出去,而且能够长距离扩散到奥氏体中,这样就保证了在贝氏体铁素体生长时和长成后,其内没有碳化物析出.同时也表明了贝氏体铁素体周围奥氏体的碳含量不过高,否则就会有碳化物析出,使其长生受阻.2 2 在500 等温淬火所得组织及分析讨论图4(a),(b)分别为金相显微照片与扫描电镜照片.可见500 等温时形成上贝氏体和无碳贝氏体共存、以上贝氏体组织为主的混合组织.这是由于在500 时,上贝氏体转变变得容易,而无碳贝氏体转变因碳的活动能力下降,变得困难.在图(4)中可见上贝氏体组织的铁素体条呈相互平行生长,但分布不是很均匀(如图4(b)中向上箭头所指).图4 在500 等温淬火30s 所得组织Fig.4 The microstructure obtained by isothermal quenching at 500 for 30seconds(a)金相呈微照片;(b)扫描电镜照片323李 涛等:42CrMo 钢贝氏体转变的研究324包头钢铁学院学报2004年12月 第23卷第4期325李 涛等:42CrMo钢贝氏体转变的研究。
![一种显示42CrMo锻件原始奥氏体晶粒度腐蚀剂的制备及腐蚀方法[发明专利]](https://img.taocdn.com/s1/m/67052e69bf23482fb4daa58da0116c175e0e1e40.png)
