PDF《34CrNi3MoV 钢的混晶及消除》

2 The mixed grain structure of 34CrNi3MoV steel after quenching2and2tempering treatment

3 试验工艺及混晶的成因分析 为找出最终热处理后出现混晶的原因 ,在模拟 生产工艺过程的同时 ,利用金相分析法对每一步试 验的试样进行晶粒度测定 (定量法) 及组织观察. 34CrNi3MoV 钢的 TTT图如图 3. 图334CrNi3MoV 钢的 TTT图Fig.

3 TTT curve of 34CrNi3MoV steel 依据 TTT图及工艺过程制定试验工艺曲线如图4. 图434CrNi3MoV 钢试验工艺曲线 Fig.

4 Experimentation curve of 34CrNi3MoV steel

9 5

2 赵勇桃等 :34CrNi3MoV 钢的混晶及消除 在正火和淬火每一步热处理后 ,观测每块试样 的晶粒度、 组织、 混晶情况. 经过测定 ,模拟锻造态 (正火) 后的晶粒度为

9 级 ,在第二步热处理中经过

27 h 保温后虽然组织中有个别晶粒比较粗大 ,但整 体分布比较均匀 ,混晶不明显 ;

经过

41 h 保温后的 组织中出现混晶 ,大晶粒约占总面积的

50 % ,其中 大晶粒的级别为

3 级 ,小晶粒级别为

8 级以上. 当保 温到

63 h 时 ,混晶现象更为明显 ,其中大晶粒的级 别为

2 级 ,小晶粒级别为

7 级以上. 晶粒度图如图

5 所示. 图5在900 ℃ 保温不同时间水淬晶粒度图 Fig.

5 Grain size of quenching in Different time at

900 ℃of 34CrNi3MoV steel (a) 保温

27 h ;

(b) 保温

41 h(SEM) 由试验结果可知 ,晶粒长大程度主要是由正火温 度、 保温时间以及随后的淬火保温时间决定的. 从而可 推出在 34CrNi3MoV 钢的实际生产中 ,产生混晶的主要 原因是在锻造过程中 ,实际操作中停锻温度多在900 ℃ 以上 ,所以锻后晶粒较为粗大 ,得到贝氏体 + 马氏体 + 残留奥氏体的整合组织. 随后由于组织遗传(即将粗晶 有序组织加热到高于 Ac3 可能导致形成的奥氏体晶粒 与原始晶粒具有相同的形状、 大小和取向 ,这种现象称 为钢的组织遗传[1] ) ,在组织中出现混晶. 如前文所述 , 34CrNi3MoV 钢在去氢退火之前要进行锻造加工. 在随 后的去氢退火处理中 ,如图

1 所示 ,以这种粗大的非平 衡组织加热奥氏体化 ,在860 ℃ 进行重结晶 ,加热时间 较长 ,新形成的奥氏体晶粒会继承原始粗大的晶粒甚 至在保温期间奥氏体晶粒会发生异常长大现象 ,大晶 粒吞噬小晶粒 ,结果造成了混晶. 随后正火和调质 ,不 平衡组织的组织遗传只会使混晶更加严重 ,而不会得 到消除.

4 消除混晶的方法 合金钢的组织遗传在生产实践中较为常见 ,钢 的合金化程度越高 ,加热速度越快 ,越容易在钢中出 现组织遗传性[1] . 而且原始组织是影响组织遗传的 重要因素 ,通常原始组织为贝氏体时组织遗传性较 强 ,为此必须将原始的非平衡组织转变为平衡组 织[2 ,3] ,而后进行最终热处理、 调质处理 ,得到细小 晶粒. 混晶是合金钢生产中常出现的一种缺陷组织. 将原始的非平衡组织转变为平衡组织的热处理手段 较多 ,如完全退火、 不完全退火、 A1 温度下的高温回 火即再结晶退火等热处理将会对组织性能产生影 响[4] ,本文采有完全退火方式 ,于860 ℃ 短时奥氏体 化 ,然后于

640 ℃ 等温 ,得到铁素体 + 珠光体的整合 组织 ,如图

6 所示. 图634CrNi3MoV 钢的退火组织(SEM) Fig.

6 Annealing structure of 34CrNi3MoV steel 对此种组织再进行调质处理 (工艺如图 4) ,就062包头钢铁学院学报2004 年9月第23 卷第3期会得到晶粒较为细小的回火索氏体组织 ,晶粒度为