钢在加热冷却过程中的组织转变

第2章 钢的加热转变 (奥氏体的形成)2.1 奥氏体的形成2.2 奥氏体形成机理 2.3 奥氏体形成动力学 2.4 奥氏体晶粒的长大及其控制

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第 2 章 钢的加热转变钢件在热处理、热加工等循环过 程中，其加热温度高于临界点以上时 将得到奥氏体组织，而奥氏体晶粒大 小、亚结构、成分、均匀性以及是否 存在其它相、夹杂物等直接影响钢的 最终性能。

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2.1 奥氏体的形成2.1.1 奥氏体的组织结构和性能奥氏体是C原子(多种化学元素)溶入 γ-Fe中构成的固溶体。

奥氏体组织奥氏体晶粒一般为等轴状多边形，在 晶粒内有孪晶。转变刚结束时，晶粒比较 细小，晶粒边界呈不规则的弧形，保温后 晶粒长大，晶粒边界趋向平直化。上一页 下一页 6

图2.1 1Cr18Ni9Ti钢室温的奥氏体组织7

奥氏体晶体结构奥氏体为面心立 方结构，碳原子位于 晶胞八面体的中心或 棱边的中点。

图2.2 奥氏体晶胞及碳原子的可能位臵

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奥氏体的性能奥氏体是最密排的点阵结构，致密度高 ↓ 质量体积最小 奥氏体的点阵滑移系多 ↓ 塑性好，屈服强度低，易于加工变形上一页 下一页

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奥氏体具有顺磁性↓

奥氏体钢可作为无磁性钢 奥氏体线膨胀系数大 ↓ 奥氏体钢制造热膨胀灵敏的仪表元件

加热金属冷却时的转变

第一节 珠光体相变

一、珠光体及其形成机理

1．研究珠光体型相变的意义

钢经奥氏体化后，过冷至Ar1以下某一温度范围内等温，或以较慢的冷速连续冷却，均可得到珠光体组织，它是由铁素体和渗碳体组成的机械混合物，是一种稳定的组织，其中，铁素体为体心立方，硬度低而塑性高；渗碳体为复杂斜方，质硬而脆，两者合理的匹配，可得到良好的综合力学性能，是钢中的重要相变。

① 由于珠光体具有上述特征，故可作为机加工的中间热处理，消除因前一道工序造成的加工硬化，便于下道工序的切削加工；同时，也可用正火作为最终热处理，获得一定形态的珠光体，使结构件具有良好的综合力学性能；用得更为广泛的则是作为淬火的预先热处理，为淬火作好组织上的准备。

② 对于要求高硬度、高强度的构件，则希望获得马氏体，为避免因工艺不当使组织中出现珠光体相，则必须研究珠光体的形成动力学。 2．珠光体的类型

片状：片层方向大致相同的珠光体称为珠光体团（或领域），在一个奥氏体晶粒内可以形成3～5个珠光体团。

片状珠光体：片状珠光体(P) 150～450nm 光镜可分辨其F、Fe3C的层状分布

索氏体(S) 80～150nm 高倍

屈氏体(T) 30～80

焊缝金属连续冷却组织转变

维普资讯

第 2卷第 1期 1 2 0 00年 3月

焊接学报 T RANS T ONS OF T AC I HE HI W E DI C NA L NG I Tr rI NS R] ON '

/ v. 02 I1

No. 1

Mac 2 O O O rh

9 r%M耐热钢焊缝金属连续冷却组织转变%C一1 o龙昕 (上海变i五 2o ) —: o 3 o0摘要

胥永刚√(四— )

蔡光军(西南交通大学成都 )

利用 Fm s一D全自动热膨胀记录仪测定了三种改进型 9 r%M耐热 o m￣%C一1 o

钢焊缝金属的连续冷却组织转变相图，并用光学显微镜和透射电镜分析了各种冷却条

件下的组织转变特点。结果表明，在很大的冷却范围内，三种焊缝金属的奥氏体均只发生马氏体转变，只有当冷建足够慢时才发生先共析铁索体转变和共析转变。其中，含合金元素较少的 2号焊缝金属具有最快的先共析铁索体形成冷逮。研究发现，三种焊缝金属的奥氏体均形成板条马氏体并具有高位错密度的亚结构，马氏体中台有自回A产生的 F3 eC沉淀相，马氏体板条间有残余奥氏体的存在。先共析铁索体沿原始奥氏体晶粒边界生长，形成网状结构。珠光体中的碳化物为粗大的颗粒状 M 沉淀物。

焊缝金属连续冷却组织转变

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钢焊缝金属的连续冷却组织转变相图，并用光学显微镜和透射电镜分析了各种冷却条

件下的组织转变特点。结果表明，在很大的冷却范围内，三种焊缝金属的奥氏体均只发生马氏体转变，只有当冷建足够慢时才发生先共析铁索体转变和共析转变。其中，含合金元素较少的 2号焊缝金属具有最快的先共析铁索体形成冷逮。研究发现，三种焊缝金属的奥氏体均形成板条马氏体并具有高位错密度的亚结构，马氏体中台有自回A产生的 F3 eC沉淀相，马氏体板条间有残余奥氏体的存在。先共析铁索体沿原始奥氏体晶粒边界生长，形成网状结构。珠光体中的碳化物为粗大的颗粒状 M 沉淀物。

水在加热和冷却后

水在加热和冷却后

一、教学目标

【过程与方法】

１、能够通过云、雾、雨、霜的模拟实验了解它们的成因；

２、能够通过对蒸发现象的研究，了解它们的成因。

３、能够设计并完成影响蒸发快慢因素的实验

【知识与技能】

１、通过看水的形态的图片知道水在自然界的存在有多种形式，

2、通过模拟雨、霜、雾知道水的三态变化条件。

3、通过观看水的存在形式知道自然界的水的循环过程。

【情感、态度与价值观】

１、通过模拟雨、霜、雾体会到自然界水的神奇变化。

２、通过探究水蒸发的快慢培养学生科学探究精神。

二、【教学重点】认识自然界中水的三种形态及相互转化。

三、【教学难点】做造雾、雨、霜的模拟实验。

四、【教学准备】课件、玻璃杯、冰块、易拉罐、湿毛巾、盐、温度计等。

五、教学过程

一、导入。

师：同学们都看过西游记吧。西游记里有这样一个情节孙悟空巧借芭蕉扇。如果孙悟空他借不到芭蕉扇。他可以用什么方法灭火吗？

生：水、下雨。

师:那么当孙悟空用水来灭了火，猪八戒很疑惑。他说：“猴哥，这些水跑到哪里去了？你们能帮孙悟空告诉猪八戒这些水去哪里呢？

生：不知道。

师：同学们说的还不够全面，我们一起来看看这些水跑到哪里了。（展示教师出示课件，指导学生认识各种美丽的水体。 ①吉林雾凇 ②雪景 ③雾

在光线跟踪算法的递归过程中，加速算法有哪几种？说明他们分别使用与哪些场合

光线跟踪的基本原理

由光源发出的光到达物体表面后，产生反射和折射，简单光照明模型和光透射模型模拟了这两种现象。在简单光照明模型中，反射被分为理想漫反射和镜面反射光，在简单光透射模型把透射光分为理想漫透射光和规则透射光。由光源发出的光称为直接光，物体对直接光的反射或折射称为直接反射和直接折射，相对的，把物体表面间对光的反射和折射称为间接光，间接反射，间接折射。这些是光线在物体之间的传播方式，是光线跟踪算法的基础。

最基本的光线跟踪算法是跟踪镜面反射和折射。从光源发出的光遇到物体的表面，发生反射和折射，光就改变方向，沿着反射方向和折射方向继续前进，直到遇到新的物体。但是光源发出光线，经反射与折射，只有很少部分可以进入人的眼睛。因此实际光线跟踪算法的跟踪方向与光传播的方向是相反的，而是视线跟踪。由视点与象素(x,y)

发出一根射线，与第一个物体相交后，在其反射与折射方向上进行跟踪，如图4.6.1所示。

图4.6.1 基本光线跟踪光路示意

为了详细介绍光线跟踪算法，我们

高速线材堆钢的原因分析及处理

摘要：高速线材在轧制过程中有时会产生堆钢现象，本文介绍了一些常见的堆钢事故，并结合职工操作、工艺、设备等方面对这些堆钢事故产生的原因进行分析和总结，同时针对存在的问题提出了相应的措施。 关键词：高速线材；堆钢；产生原因；措施

1 前言

首钢股份公司第一线材厂生产线设备仿摩根五代轧机设计，国内厂家生产，该生产线最大稳定轧制速度为88m/s。全线由28架轧机组成，粗、中轧共14架，预精轧4架，为平立交替布置，精轧机10架为顶交45°布置，精轧机后无减定径机组，直接是夹送辊及吐丝机。产品规格φ5.5—φ16mm，规格跨度较大，同时生产的品种较广。从目前的生产状况来看，φ6.5mm（包含6.5mm）以下的小规格线材产品因轧制速度快，断面尺寸小等原因，其堆钢事故率远超于其他规格。本文按照不同轧区分类，介绍了其产生的原因及解决办法。

2 导致堆钢的原因分析及措施

2.1 粗中轧区域（1-14架）

2.1.1 轧件不能顺利咬入下一架次造成堆钢

造成此类事故的原因主要有：①轧件前头从上一架次出来后翘头；②上一支的后尾倒钢将出口导卫拉高；③进口导卫开口度调整不合适；④导卫与孔型不对中（轧制线不正）；⑤槽孔打滑；⑥轧件尺寸不

27CrMo27S钢奥氏体连续冷却转变曲线

李毅１，王宁１，高秀华１，邱春林１，齐克敏１，许文妍２，邱锋２

（１．东北大学轧制技术及连轧自动化国家重点实验室，辽宁沈阳１１０００４；

２．天津钢管集团有限公司，天津３００３０１）

摘

要：利用膨胀法结合金相－硬度法，在Ｇｌｅｅｂｌｅ－３８００热模拟机上测定了２７ＣｒＭｏ２７Ｓ钢的临界点Ａｃ１、Ａｃ３

以及Ｍｓ；测定了该钢在不同冷却速度下连续冷却时的膨胀曲线，获得了连续冷却转变曲线（ＣＣＴ曲线）；研究了冷却速度对该钢组织及硬度的影响。结果表明在相当低的冷却速度范围内可获得贝氏体组织。当冷却速度小于珠光体和贝氏体（Ｆ＋Ｐ＋Ｂ），当冷却速度为１～６℃／ｓ时转变产物是铁素体和贝氏体（Ｆ＋Ｂ），１℃／ｓ，转变产物为铁素体、

当冷却速度为８～２４℃／ｓ时转变产物是贝氏体和马氏体（Ｂ＋Ｍ），当冷却速度大于２４℃／ｓ时，转变产物为完全马氏体（Ｍ）。该钢种动态ＣＣＴ曲线的测定可为生产实践和新工艺的制定提供一定的参考依据。

关键词：２７ＣｒＭｏ２７Ｓ钢；热模拟；膨胀法；金相－硬度法；连续冷却转变曲线中图分类号：ＴＧ１５１．３；ＴＧ１４２．４

文献标识码：Ａ

文章编号：１００１－３８１４（２００６）１６－００５１－０２

Ａｕｓｔｅｎｉｔｅ

推钢式板坯加热炉钢坯加热过程数值模拟

加热炉的作用是加热钢坯，其出钢速度、加热温度和断面温差必须满足轧制工艺要求，并力求炉子单耗最低。所以，钢坯在炉内加热过程中的温度分布对优化控制十分重要。但是，由于炉内钢坯断面温度目前还无法在线直接测量，所以只能根据加热炉可测变量并借助炉内钢坯温度分布模型来预示。

1 钢坯加热数学模型的建立

钢坯在连续加热炉内的加热过程，除了钢坯的入炉、出炉及在炉时间不同外，所经历的加热过程都是相同的。所以，在建模中首先取炉内任意位置的一条钢坯来建立其温度分布与加热条件之间的数学关系式，然后再将其应用到炉内的其它钢坯。实际加热过程中的钢坯是不断前移的，为了描述方便起见，采用移动坐标系法(坐标原点与钢坯同步移动)，即将钢坯在炉内的移动等效地看作炉内的温度场在移动。

影响炉内钢坯温度分布的因素很多，建模时必须作如下假设： (1)炉膛上下为对称加热；

(2)忽略钢坯与炉筋管之间传热的影响； (3)推钢过程是瞬间完成的；

(4)炉温沿炉宽方向具有相同的分布而沿炉长方向为分段线性分布； (5)不考虑金属表面的氧化对传热的影响。

钢坯在加热炉内加热，表面受到炉气、炉墙的辐射传热及炉气的对流传热，内部以热传导的方式传递热量。根据以上假设

摘要

随着知识经济和信息化时代的到来，全球经济日益激烈，而竟争的根木是人才的竟争。这就要求我们科研工作者，培养出问题意识，独立思考，积极创新。

问题意识是对现实的质疑精神，是思维创新的基础，是创造能力的催发剂。所谓问题意识，一般来说，是指人们在认识活动中意识到一些难以解决的、疑虑的实际问题或理论问题时产生的一种怀疑、困惑、焦虑、探究的心理状态，是一种力求发现问题、清理问题、破解问题的心里态势。问题意识是思维创新的基础，是研究创新的前提。

关键词：问题意识；创新；科学研究；探索；科研目的；机械控制

引言

人类的社会文明得以进步，全部来源于问题意识。所谓问题意识，就是发

现问题的能力。对客观事物的表象提出疑问并寻求解决，从而深刻了解该事物的本质及其形成过程。

我们所做的科研，主要是为了解决一个或者一类问题。所以，问题是做科研的一个必要前提，没有问题，何谈科研？

问题是思维的起点，是创新的基石，培养学生的问题意识非常重要。 一、问题意识的内涵

从哲学角度来看，意识是指与物质相对应的一种哲学范畴，它是与物质既相对立又相统一的一种精神现象;从心理学的角度来讲，意识是指人类特有的心理