含铜高淬透性钢连续冷却相变特性分析

共析钢在奥氏体的连续冷却转变产物引言共析钢是一种重要的金属材料，在工业中广泛应用。

奥氏体是共析钢中最常见的组织相之一，其性能与结构转变过程对于材料的性能有着重要的影响。

本文将探讨共析钢在奥氏体的连续冷却过程中转变产物的形成和影响因素，以期对共析钢的性能提升和工艺控制有所启示。

连续冷却转变产物奥氏体在连续冷却过程中，会经历相变过程，形成不同的转变产物。

其中较为常见的有马氏体、珠光体和贝氏体等。

这些转变产物的形成与冷却速率、合金元素及其含量、组织形貌等因素密切相关。

冷却速率对转变产物的影响冷却速率是影响奥氏体连续冷却转变产物的重要因素之一。

较快的冷却速率有助于马氏体的形成，而较慢的冷却速率则有利于珠光体和贝氏体的生成。

这是由于冷却速率的不同导致奥氏体的过饱和度程度不同，进而影响了转变产物的形成。

合金元素及其含量对转变产物的影响共析钢中的合金元素及其含量也是决定转变产物的重要因素之一。

例如，当合金中含有较高的碳和合金元素时，有助于马氏体的形成。

而当合金中的锰、硅等元素含量增加时，有利于珠光体和贝氏体的生成。

此外，合金元素的相互作用也会影响转变产物的形成。

形成机制共析钢在奥氏体的连续冷却过程中转变产物的形成主要包括扩散和位错相互作用两个机制。

扩散机制扩散是指原子或离子在晶体中的迁移过程。

在连续冷却过程中，当冷却速率适中时，共析钢中的碳和合金元素会通过扩散机制在奥氏体晶界或晶内进行迁移，形成珠光体和贝氏体。

扩散机制的速率受到温度、合金元素和晶界能等因素的影响。

位错相互作用机制位错相互作用是指奥氏体中晶格位错的运动和排列，通过位错的交互作用形成转变产物。

位错相互作用机制在较快的冷却速率下起主导作用，产生的转变产物主要为马氏体。

位错相互作用的速率受到冷却速率和位错密度等因素的影响。

影响因素共析钢中奥氏体的连续冷却转变产物受到多个因素的影响。

合金元素含量合金元素含量的变化会改变共析钢中的相对稳定性和晶界能，从而影响转变产物的形成。

亚共析钢连续冷却转变产物亚共析钢是指含有亚共析晶体的钢材，在冷却过程中发生了相变。

连续冷却是一种常用的冷却方式，通过控制冷却速度和温度来实现钢材的相变和组织调控。

本文将探讨亚共析钢在连续冷却过程中的转变产物。

在连续冷却过程中，亚共析钢经历了一系列的相变，最终形成了特定的组织结构和性能。

首先，在高温区域，亚共析钢的组织主要由奥氏体组成。

随着冷却的进行，钢材逐渐进入到亚共析温度区间，奥氏体开始发生分解，生成贝氏体和残余奥氏体。

贝氏体是一种具有板条状结构的相态，具有良好的强度和韧性。

而残余奥氏体则是未完全分解的奥氏体，它的存在对钢材的性能有一定的影响。

随着冷却的继续，亚共析钢进一步降温，贝氏体的数量逐渐增多，而残余奥氏体的含量逐渐减少。

在一定的冷却条件下，贝氏体的形态和分布对钢材的性能有着重要的影响。

贝氏体的形态可以分为连续贝氏体和间歇贝氏体。

连续贝氏体是指贝氏体片之间没有奥氏体相存在，具有连续的板条状结构。

间歇贝氏体则是指贝氏体片之间夹杂着一定量的奥氏体相。

连续贝氏体具有更好的强度和韧性，而间歇贝氏体则具有更好的塑性和可加工性。

除了贝氏体和残余奥氏体外，亚共析钢还可能发生马氏体相变。

马氏体是一种具有高硬度和脆性的相态，对钢材的性能有着重要的影响。

马氏体的生成取决于冷却速度和合金元素的含量。

在连续冷却过程中，如果冷却速度较快且合金元素含量较高，亚共析钢就容易生成马氏体。

马氏体的含量和形态对钢材的强度和韧性有着重要的影响，可以通过调控冷却速度和合金元素含量来实现钢材性能的优化。

总的来说，亚共析钢在连续冷却过程中经历了奥氏体分解、贝氏体形成、残余奥氏体减少以及马氏体生成等相变过程。

这些相变会导致钢材的组织结构和性能发生变化，进而影响其应用性能。

通过合理的连续冷却工艺和调控合金元素含量，可以实现亚共析钢的优化组织和性能，满足不同领域的需求。

在工业生产中，亚共析钢的连续冷却转变产物对于钢材的品质控制和性能调节具有重要意义。

20CrMnTiH连续冷却相变预测模型
杨婷;段路昭;刘需;白丽娟;张雲飞;孙力
【期刊名称】《特殊钢》
【年(卷),期】2024(45)1
【摘要】采用DIL805型淬火变形膨胀仪测定了三种不同成分20CrMnTiH实验钢在不同冷却速度下的热膨胀曲线,对室温显微组织进行观察,并绘制连续冷却转变(CCT)曲线。

实验结果表明:成分波动主要影响20CrMnTiH钢冷却转变过程中贝氏体与马氏体相变冷却区间,对临界相变温度影响较小。

采用K-M方程拟合了三种实验钢的马氏体相变动力学参数。

结合优化的Li经验模型及临界转变温度的回归关系式,建立了20CrMnTiH钢在连续冷却过程中的铁素体、珠光体与贝氏体的相变预测模型,成功预测了成分波动对实验钢CCT曲线的影响。

进而,采用有限元分析方法建立了20CrMnTiH钢端淬仿真模型,较好地预测成分波动对实验钢淬透性的影响,此方法可为齿轮钢的成分优化设计与合理选材提供参考。

【总页数】5页(P82-86)
【作者】杨婷;段路昭;刘需;白丽娟;张雲飞;孙力
【作者单位】河钢材料技术研究院
【正文语种】中文
【中图分类】TG142
【相关文献】
1.热轧带钢层流冷却过程中温度与相变耦合预测模型
2.再加热温度对Nb微合金化钢筋连续冷却相变及组织与性能的影响
3.30MnNiCuMoB-RE铸钢的连续冷却相变动力学研究
4.Cr-Ni-Cu桥梁耐候钢的连续冷却相变及其组织和硬度
5.SLD-MAGIC钢的连续冷却转变行为及珠光体相变动力学研究
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过共析钢是一种特殊的钢材，其具有良好的强度和耐磨性，因此在工程领域得到了广泛的应用。

过冷奥氏体连续冷却转变技术是制备过共析钢的一种重要方法，其通过控制奥氏体形核和长大过程，实现了钢的微观组织和性能的优化。

本文将对过共析钢的形成机理、过冷奥氏体连续冷却转变技术的工艺特点和研究进展进行详细介绍。

一、过共析钢的形成机理1.1 过共析钢的定义过共析钢是指在固态转变过程中，共析相组织萌发和生长，最终形成的一种特殊的钢材。

其主要特点是共析相的均匀分布和细小尺寸，能够显著提高钢材的强度和耐磨性。

1.2 过共析钢的形成机理在过共析钢的形成过程中，共析相的形核和生长是非常关键的。

过共析相主要是由碳化物和硬质合金相组成，其形核和长大受到奥氏体形核和生长的影响。

了解过共析钢的形成机理对于控制其微观组织和性能具有重要意义。

二、过冷奥氏体连续冷却转变技术的工艺特点2.1 过冷奥氏体连续冷却转变技术的原理过冷奥氏体连续冷却转变技术是一种通过快速冷却和保持在α+γ两相区进行组织调控的方法。

其基本原理是在合适的温度范围内，通过适当的冷却速度和延时时间，促进奥氏体形核和长大的控制，实现共析相的均匀分布和细小尺寸。

2.2 过冷奥氏体连续冷却转变技术的工艺特点过冷奥氏体连续冷却转变技术具有工艺简单、成本低、生产效率高等特点。

通过合理的工艺参数选择和控制，可以获得具有优异性能的过共析钢材。

三、过冷奥氏体连续冷却转变技术的研究进展3.1 过冷奥氏体连续冷却转变技术在过共析钢制备中的应用目前，过冷奥氏体连续冷却转变技术在过共析钢制备中得到了广泛的应用。

通过对工艺参数和设备的优化，可以获得具有良好性能和稳定质量的过共析钢产品。

3.2 过冷奥氏体连续冷却转变技术的未来发展方向随着科学技术的不断发展和进步，过冷奥氏体连续冷却转变技术在过共析钢制备中的应用仍将不断深化和拓展。

未来的发展方向包括对工艺参数、设备性能和产品质量的进一步提高，以及对新型材料和新工艺的探索和研究。

12Cr1MoV珠光体耐热钢连续冷却相变研究李亚强;李莹莹;李川;韩宝臣;施进卿【期刊名称】《特殊钢》【年(卷),期】2024(45)3【摘要】采用热膨胀测试仪、激光共聚焦显微镜、显微硬度仪以及扫描电镜等手段,研究了12Cr1MoV珠光体耐热钢连续冷却相变,绘制了实验钢过冷奥氏体连续冷却转变(CCT)曲线,分析了冷却速率对冷却过程相变组织演变规律的影响。

结果表明,冷却速率为0.5~30℃/s时,实验钢CCT曲线中会出现铁素体、珠光体、贝氏体以及马氏体四个相变区域。

冷却速率为0.5~1℃/s时,转变产物由铁素体和珠光体组成;冷却速率为1.5~10℃/s时,转变产物主要是上贝氏体和铁素体;冷却速率为10~20℃/s,转变产物主要是上贝氏体、下贝氏体以及马氏体混合组织;冷却速率为30℃/s,转变产物主要由马氏体组成。

冷却速率为1.5~20℃/s时,过冷奥氏体转变组织出现上贝氏体,会导致材料机械性能下降,容易导致裂纹形成和扩展。

基于上述研究结果,提出降低12Cr1MoV钢连铸坯和热轧线下冷速措施,以减少上贝氏体组织,通过调整后棒材表面裂纹得到有效控制。

【总页数】6页(P85-90)【作者】李亚强;李莹莹;李川;韩宝臣;施进卿【作者单位】河北科技工程职业技术大学汽车工程系;河北科技工程职业技术大学河北省特种车辆改装技术创新中心;河北科技大学材料科学与工程学院;承德建龙特殊钢有限公司【正文语种】中文【中图分类】TG142.1【相关文献】1.珠光体耐热钢12Cr1MoV的焊接实践2.12Cr1MoV珠光体耐热钢长期服役中碳化物的变化及对性能的影响3.12Cr1MoV珠光体耐热钢的焊接工艺探讨4.珠光体耐热钢12Cr1MoV的瞬时液相扩散连接工艺5.SLD-MAGIC钢的连续冷却转变行为及珠光体相变动力学研究因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

工艺部分●热处理方法？直接加热：不依靠中间介质的加热。

间接加热：依靠中间介质的加热，如气体介质、固体介质、液体介质●金属传热过程？对流：依靠质点相对移动，将热传给工件；传导：不需要介质质点的移动使热从一部分传导给另一部分；辐射：靠加热体高温下释放的热射线传热●氧化：材料中的金属元素在加热过程中与氧化性气氛反应，生成金属氧化物●脱碳：是指钢在加热过程中，表面的碳与介质中脱碳气氛反应而被烧损的现象●欠热：加热温度不足。

亚共析钢中有未溶F，在过共析钢中有大量碳化物。

过热：加热温度过高，使A晶粒粗大，淬火时出现粗大M。

过烧：加热温度过高，使A晶界氧化或局部熔化●退火：将金属及合金加热到临界点（Ac3或Ac1）以上的一定温度，保温一定时间以缓慢的速度冷却，使组织达到平衡态的工艺●完全退火定义，目的、应用范围？定义：将钢加热到临界点Ac3以上一定的温度，保温一定时间以缓慢速度冷却，最后得到接近平衡组织的工艺。

目的：细化晶粒，均匀组织，降低硬度，便于加工，消除内应力。

应用范围：适合的钢种有亚共析钢中含碳量为0.3%~0.6%的中碳钢●球化退火定义，目的，应用范围？定义：为了使钢中的碳化物球化的退火工艺。

目的：降低硬度、便于加工；消除内应力；为淬火作组织准备。

应用范围：共析钢和过共析刚以及合金工具钢●等温退火定义，目的，应用范围？定义：将钢加热到临界点以上一定温度，保温一定时间后，使其冷却到珠光体的转变温度区，使A→P转变后空冷。

目的：细化晶粒，均匀组织，降低硬度，便于加工，消除内应力。

应用范围：适合的钢种有亚共析钢中含碳量为0.3%~0.6%的中碳钢●去应力退火定义，目的，应用范围？定义：为了消除塑性变形加工或锻铸焊等所产生的内应力而进行的退火工艺。

目的：为了消除工件的内应力。

应用范围：铸件锻件焊接件以及经冷加工的各种零件●正火定义，目的？定义：将钢加热到临界点（Ac1、Accm）以上一定温度，保温一定时间，然后在空气中冷却，得到含有珠光体的均匀组织的热处理工艺。

热轧带钢冷却过程中的相变模拟热轧带钢是一种经过高温轧制的金属带材，其冷却过程中会发生相变。

相变是物质由一种状态转变为另一种状态的过程，它在材料的性质和微观结构上产生显著的变化。

热轧带钢冷却过程中的相变模拟可以帮助我们了解相变过程中的温度分布、组织演变以及力学性能的变化，从而优化制备工艺，提高产品质量。

热轧带钢冷却过程中的相变主要包括固溶相变、铁素体相变和贝氏体相变等。

固溶相变是指在固体内部发生的原子或分子的位置重新排列，使得固溶体的晶格结构发生改变。

固溶相变温度与合金成分、冷却速度等因素密切相关。

铁素体相变是指钢中的铁素体晶格结构在一定条件下发生转变，形成不同的铁素体类型。

贝氏体相变是钢中的铁素体通过高温下的变形和固溶处理引起的一种非等温相变。

为了模拟热轧带钢冷却过程中的相变，可以采用热力学模型和相变动力学模型结合的方法。

热力学模型可以用来预测固相和液相的存在区域，通过计算各相的浓度分布，可以确定相变过程中的温度和成分变化。

相变动力学模型可以用来描述相变的速率和机制，通过求解相变动力学方程组，可以得到相变过程中的组织演变和界面移动速度。

热力学模型常用的方法有相图预测法和计算热力学平衡法。

相图预测法通过构建合金相图，根据温度、成分和压力等参数，预测淬火过程中的固溶相变和铁素体相变。

计算热力学平衡法基于热力学平衡条件，利用计算热力学软件（如Thermo-Calc）进行计算，得到相变温度和相变前后的成分分布。

相变动力学模型常用的方法有相场模型和相变动力学模型。

相场模型是一种连续的描述相变界面演变的方法，通过求解相场方程，可以得到相变过程中的界面形貌和移动速度。

相变动力学模型基于相变的体积应变、扩散和表面扩散等物理机制，利用动力学方程描述相变过程，通过求解相变动力学方程组，可以得到相变过程中的组织演变和界面移动速度。

为了进行热轧带钢冷却过程中的相变模拟，需进行以下步骤：1.构建材料模型，确定材料的物理性质和热力学参数，如材料的热导率、比热容等。

第43卷第3期2021年5月上海金属SHANGHAI METALSVol.43,No.3May,202171两种针阀体用钢的连续冷却转变特性对比研究云晓雪「2曹彦文「2陈卓1,闵永安何昌林(1.省部共建高品质特殊钢冶金与制备国家重点实验室上海200444；2.上海大学材料科学与工程学院上海200444)【摘要】新一代高压共轨燃油喷射系统对针阀体用钢的性能提出了更高的要求。

对比研究了两种针阀体用钢18Cr2Ni2和18Cr2Ni2Mo的连续冷却转变特性。

通过JMatPro软件模拟计算两种钢的连续冷却转变(CCT)曲线；利用DIL805A型热膨胀仪，结合金相-硬度法，测定两种钢的CCT曲线。

研究表明：与18Cr2Ni2钢相比，18Cr2Ni2Mo钢的九3、仏温度分别升高至830、761C，铁素体珠光体转变明显推迟，马氏体转变临界冷速从10C/s降低至3C/s,淬透性提高；贝氏体转变临界冷速范围为0.005〜3C/s,贝氏体区显著扩大，在连铸及轧制过程中极易产生贝氏体组织，生产难度加大。

【关键词】针阀体Mo元素JMatPro软件热膨胀法连续冷却转变曲线中图分类号:TG151.2；TG162.7文章编号：1001-7208(2021)03-0071-06Comparative Study on Continuous Cooling Transformation Characteristics of Two Kinds of Steels for Needle-valve BodyYUN Xiaoxue1'2CAO Yanwen1'2CHEN Zhuo1'2MIM Yong'an1'2HE Changlin1'2(1.State Key Laboratory of Advanced Special Steel,Shanghai University,Shanghai200444,China；2.School of Materials Science and Engineering,Shanghai University,Shanghai200444,China)【Abstract]Steel reserved for needle-valve body for the new generation of high-pressure common rail fuel injection system need to exhibit even higher properties.The continuous cooling transformation characteristics of two kinds of steels for needle-valve body,namely18Cr2Ni2and 18Cr2Ni2Mo,were comparatively studied.The continuous cooling transformation(CCT)curves of the two steels were calculated by JMatPro software.The CCT diagrams of the two steels were determined by means of DIL805A thermal dilatometer in conjuction with metallagraphic test and hardness measurement.The results showed that compared with18Cr2Ni2steel,A c3and temperatures of18Cr2Ni2Mo steel were increased to830and761C,respectively,the ferrite/pearlite transformation was obviously delayed，and the critical cooling rate of martensite transformation was reduced from10to3C/s,which improved the hardenability of martensite.Moreover,the critical cooling rate of bainite transformation was from0.005to3C/s,the bainite zone enlarged significantly，and bainite was more easily produced in the process of continuous casting and rolling，which made the production more difficult.【Key Words]needle-valve body，Mo element，J MatPro software，thermal expasion method，continuous cooling transformation curve基金项目：宝山钢铁股份有限公司资助项目(No.R17APCD001)作者简介:云晓雪，女，硕士，主要研究方向为汽车用钢及其强韧化,E-mail:shuyunxx@通信作者：陈卓，男，硕士,E-mail:chenzhuo@72上海金属第43卷为满足日益严格的汽车尾气排放法规的要求,柴油发动机将采用300 MPa 以上的超高喷射压 试1],以强化燃油雾化效果、提高燃烧效率。