冷却速度对42CrMoA钢显微组织与硬度的影响

2 0 1 3年

第3 4卷第 1期 2月

河南科技大学学报：自然科学版J o u r n a l o f He n a n Un i v e r s i t y o f S c i e n c e a n d T e c h n o l o g y: Na t u r a l S c i e n c e

Vo 1 . 34 NO. 1

Fe b.

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文章编号： 1 6 7 2— 6 8 7 1 ( 2 0 1 3 ) 0 1— 0 0 0 5— 0 3

冷却速度对 4 2 Cr Mo A钢显微组织与硬度的影响龙松朋，周旭东，王云飞( 1 .河南科技大学材料科学与工程学院，河南洛阳 4 7 1 0 2 3; 2 .中国一拖集团有限公司锻造厂，河南洛阳 4 7 1 0 0 4 )

摘要：在 G l e e b l e一 1 5 0 0 D热模拟机上，测定了 4 2 C r Mo A钢在不同冷却速度下连续冷却时的温度一膨胀量曲线，并用杠杆法计算了各相的相对含量；测定了不同冷速下相转变后的洛氏硬度值；对转变产物的组织形貌进行

了简单分析。研究结果表明：当冷却速度为 0 . 2~ 0 . 6℃/ s (组织为 F+P+B ),贝氏体含量逐渐增多；当冷却速度为 0 . 7~1 7 . 0℃/ s (组织为 B+M),马氏体的含量逐渐增多，随着过冷奥氏体冷却速度的增加，其转变后产物的硬度逐渐增大。 关键词： 4 2 C r M o A钢；组织；性能；杠杆法中图分类号： T G 1 6 4 文献标志码： A

0 引言4 2 C r Mo A钢在高温时有高的持久强度，调质处理后有较高的疲劳极限和抗多次冲击能力，低温冲击韧性良好，因此得到了广泛的应用。钢的过冷奥氏体连续冷却相转变曲线 ( C C T曲线 )是分析热处

理组织和性能变化的重要依据，而标明各冷却规范下的组织相对含量，使 C C T曲线能更确切地应用于组织分析，可以更好地挖掘常温下其潜在性能。通过查阅相关文献发现： 4 2 C r Mo A钢 C C T曲线测定过程中的组织定量问题一直没有得到解决。本文通过温度一膨胀量曲线杠杆法，计算了转变后产物各相组织的体积分数，并用硬度和金相微观组织照片进行了验证。

1 试验材料及方法试验所用 4 2 C r

M o A钢为热轧后的圆钢，后经线切割从圆钢横截面 1/ 3处周向取样加工成 4, 6 m m x 1 2 mm的试样，其化学成分为： ( C)=0 . 4 1 0%, ( S i )= 0 . 2 6 0%, ( Mn )=0 . 8 0 0%, ( P )=0 . 0 0 9%, ( S )=0 . 0 0 2%, ( C r )= 1 . 1 0 0%, ( N i )= 0 . 0 2 0%, ( C u )= 0 . 0 2 0%, W ( M o ):0 . 2 2 1%,

其余为 F e。在 G l e e b l e一 1 5 0 0 D热模拟机上，在真空条件下，将试样以 2 0℃/ s快速升温到 9 0 0 o C,保温 8 m i n后，以不同的冷却速度进行冷却，测定其相应的温度一膨胀量曲线，并用杠杆法计算各相的相对含量。然后将不同冷速下的试样用线切割从中部横向切开取样，经打磨、抛光、 4%硝酸乙醇溶液腐蚀，采用日产 O L Y MP U S P MG 3型倒置式光学金相显微镜进行金相微观组织形貌分析，在电动洛氏硬度计 HR D . 1 5 0上面进行洛氏硬度 ( H R C)的测定。

2试验结果与分析2 . 1 转变产物组织相对含量的测定

在不同冷速 ( 0 . 1~ 5 0 . 0 o C/ s )下测得膨胀量数据，用计算机软件 O r i g i n P r o将其绘成温度一膨胀量关系曲线图(见图 1 ),由此曲线图结合切线法来确定不同冷速下相变起止点 (图 1中，斜虚线为切线，、

D、 F、 H点即为用切线法找到的相变起止点 ),在相变点处用杠杆法来计算转变后的组织相对含量。钢铁在发生相变时，不同相变组织的比容不同，所以当钢铁试样加热或冷却时，试样直径的变化可

以通过△L=△L+△ 计算而得，式中，△为试样总膨胀量变化 (加热或冷却时 );△ 为相变组织基金项目：河南省科技厅自然科学基金项目( 0 5 1 1 0 5 0 9 0 0 )

作者简介：龙松朋( 1 9 8 4一),男，河南汝州人，硕士生；周旭东( 1 9 6 3一),男，辽宁锦州人，教授，博士后，硕士生导师，研究方向为金属塑性成形数值模拟与物理模拟.收稿日期： 2 0 1 2— 0 6—0 5

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