薄板坯连铸连轧生产65Mn钢的CCT曲线和淬透性.pdf

　５２　　　材料工程／２０１２年４期　　　薄板坯连铸连轧生产６５Ｍｎ钢的　ＣＣＴ曲线和淬透性　　　　　　　　　ＣＣＴＤｉａｇｒａｍａｎｄＨａｒｄｅｎａｂｉｌｉｔｙｏｆ６５ＭｎＳｔｅｅｌ　　　　　ＰｒｏｄｕｃｅｄｂｙＣｏｍｐａｃｔＳｔｒｉｐＰｒｏｄｕｃｔｉｏｎ　　　　　　　　　　黄刚，吴开明，周峰，周春泉，周明伟，焦国华　　　　　　　　（１武汉科技大学国际钢铁研究院，武汉４３００８１；　　　　　　　　　　２湖南华菱涟源钢铁有限公司，湖南娄底４１７００９）　　　　　　　　　ＨＵＡＮＧＧａｎｇ，ＷＵＫａｉ～ｍｉｎｇ，ＺＨＯＵＦｅｎｇ，　—　　　—　　—　ＺＨＯＵＣｈｕｎｑｕａｎ，ＺＨＯＵＭｉｎｇｗｅｉ，ＪＩＡＯＧＵＯｈｕａ　　　　　　　　（１ＩｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌＲｅｓｅａｒｃｈＩｎｓｔｉｔｕｔｅｆｏｒＳｔｅｅｌＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ。Ｗｕｈａｎ　　　　　　　　　ＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｗｕｈａｎ４８００８１，Ｃｈｉｎａ；２Ｈｕｎａｎ　　　　　　　ＶａｌｉｎＬｉａｎｙｕａｎＩｒｏｎａｎｄＳｔｅｅｌＣｏ．，Ｌｔｄ．，Ｌｏｕｄｉ４１７００９，Ｈｕｎａｎ，Ｃｈｉｎａ）　　　　　　　　　摘要：利用Ｆｏｒｍａｓｔｅｒ热膨胀仪和金相法，测定了薄板坯连铸连轧工艺（ＣＳＰ）生产的高碳高强度６５Ｍｎ钢的ＣＣＴ曲线，　　　　　　℃　　　　　　测得临界点为Ａｃ＝７１９％，Ａｃ。一７４７￣Ｃ，Ｍ一２６７￣Ｃ，临界冷却速率为３５／ｓ。使用扫描电镜和硬度仪分析表明，薄板坯　　　　　　　　连铸连轧工艺生产的６５Ｍｎ钢的淬火组织细小均匀，硬度高，比传统工艺生产的６５Ｍｎ钢的淬透性好。　　　　　　关键词：薄板坯连铸连轧；ＣＳＰ；ＣＣＴ曲线；淬透性　　中图分类号：ＴＧ１１１；ＴＧ１４２　　文献标识码：Ａ　———　文章编号：１００１４３８１（２０１２）０４００５２０４　　　　　　　　　　　　　　Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＵｓｉｎｇＦｏｒｍａｓｔｅｒｄｉｌａｔｏｍｅｔｅｒａｎｄｍｅｔａｌｌｏｇｒａｐｈｉｃｍｅｔｈｏｄ，ｔｈｅＣＣＴｄｉａｇｒａｍｏｆ６５Ｍｎｓｔｅｅｌ　　　　　　　　　　　　　　ｐｒｏｄｕｃｅｄｂｙｔｈｉｎｓｌａｂｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓｃａｓｔｉｎｇａｎｄｒｏｌｌｉｎｇｐｒｏｃｅｓｓ（ＣｏｍｐａｃｔＳｔｒｉｐＰｒｏｄｕｃｔｉｏｎ。ＣＳＰ）ｗａｓ　　　　—　℃　—　℃　　℃　　　　　　　ｍｅａｓｕｒｅｄ．ＴｈｅｃｒｉｔｉｃａｌｐｏｉｎｔｓａｒｅＡｃ１７１９，Ａｃ３７４７，Ｍ。一２６７ａｎｄｔｈｅｃｒｉｔｉｃａｌｃｏｏｌｉｎｇｒａｔｅｉｓ℃　　　　　　　　　　　３５／ｓ．Ｂｙｈａｒｄｎｅｓｓｔｅｓｔｅｒａｎｄｓｃａｎｎｉｎｇｅｌｅｃｔｒｏｎｍｉｃｒｏｓｃｏｐｙ（ＳＥＭ）ａｎａｌｙｓｉｓｓｈｏｗｅｄｔｈａｔｑｕｅｎｃｈｅｄ　　　　　　　　　　　　　　　—　６５ＭｎｓｔｅｅｌｐｒｏｄｕｃｅｄｂｙＣＳＰｈａｓｆｉｎｅａｎｄｕｎｉｆｏｒｍｍｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅａｎｄｈｉｇｈｈａｒｄｎｅｓｓ，ａｎｄｉｔｓｈａｒｄｅｎａ　　　　　　　　　　　　ｂｉｌｉｔｙｗａｓｓｕｐｅｒｉｏｒｔｏｔｈａｔｏｆｔｈｅｓｔｅｅｌｐｒｏｄｕｃｅｄｂｙｔｒａｄｉｔｉｏｎａ１ｐｒｏｃｅｓｓ．　　　　　　　　　　Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｔｈｉｎｓｌａｂｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓｃａｓｔｉｎｇａｎｄｒｏｌｌｉｎｇｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ；ＣＳＰ；ＣＣＴｄｉａｇｒａｍ；ｈａｒｄｅｎａｂｉｌｉｔｙ　　　　　高碳６５Ｍｎ钢，具有淬透性好，脱碳倾向小，价格　　　低廉，切削性好等优点，用途广泛，是制造高档金刚石　　　圆锯片等切割工器具的重要材料。６５Ｍｎ钢由于碳含　　　　量高，通常采用模铸工艺生产。过去几十年来，对于上　　　　　　　　　　　　　　述工艺生产的６５Ｍｎ钢的ＣＣＴ曲线和淬透性进行了　　　　　　　　　　　　　　大量的研究。２０世纪９Ｏ年代，刘宗昌和张羊换＿１研　　　　　　　　　　　　究了６５Ｍｎ钢简略的ＣＣＴ曲线和淬火工艺。近年来，　　　　　孙继兵等研究了使用６５Ｍｎ钢生产金刚石圆锯片　　　　的热处理工艺和性能。李炜新和余万华口等研究了　　　　冷却速率对６５Ｍｎ钢组织和性能的影响，陈景浒和隋　　　　　　　　　　　　　培玲＿ｇ。。等研究了６５Ｍｎ淬火热处理生产中出现的一　　　　　　　　　　　　　　　　　　些问题。由以前的研究Ｉｓｉｏ］可知，传统工艺生产的　６５Ｍｎ钢用于制造金刚石锯片基体容易出现以下几方　　　　　　　　　　　　　　　面的问题：（１）当加热时间和温度不够时，碳在奥氏体　　　中溶解和均匀化不够，淬火过程中析出铁索体降低组　　　　　　　　　　　　　　　　　织硬度；（２）淬透性不够，相变不均匀，锯片发生变形；　　　　　　　（３）奥氏体晶粒过大，形成粗大的马氏体，容易淬裂；　　　　　　　　　　　　　　（４）钢中的Ｃ，Ｍｎ含量偏低或者铸坯成分偏析导致的　　　　　　　成分、组织和性能不均匀。　　　　　　　　　　薄板坯连铸连轧（ＣｏｍｐａｃｔＳｔｒｉｐＰｒｏｄｕｃｔｉｏｎ。　　　　　　　　　　　ＣＳＰ）是当今世界钢铁工业将科学、技术和工程集于一　　　体，将热轧板卷的生产在一条短流程生产线上完成的　　　　　　　　　　　　　　　　先进工艺，在国内得到了迅猛的发展１。涟钢充分利　　　　　　　　　　　　　用薄板坯连铸连轧技术的优势和特点，在ＣＳＰ生产线　　　上成功开发了高强度６５Ｍｎ钢。ＣＳＰ工艺采用了电磁　　　搅拌和液芯轻压下技术，具有冷却速率快，铸坯等轴晶　　　　　　　　　　　　　　多，凝固组织和析出物细小，成分偏析小的特点。ＣＳＰ　　　　工艺生产的６５Ｍｎ钢相比传统工艺生产的６５Ｍｎ钢组　　　　　　　　　　　　　织更加细小和均匀，Ｃ和Ｍｎ元素偏析小，强度和塑性　　　　　　　　　　　　　　高，力学性能分布更均匀［１。不同的热轧组织对热　　　　　　　　　超声诱导ＣＴＡＢ／ＳＤＳ溶液中纳米Ｐｄ粒子的形貌控制及对甲醛的电催化氧化　６１　［３２］　［３３］１　，３４３　［３５３　［３６］　［３７］　［３８２　［３９］　　　　　　　　　　　　　ＷＡＮＧＷＬ，ＷＡＮＧＹＹ，ＷＡＮＣＣ，ｅｔａ１．Ｓｅｌｆ－ａｓｓｅｍｂｌｙｏｆ　　　　　　　　　—　Ｐｄｎａｎｏｐａｒｔｉｃｌｅｓｉｎｄｏｄｅｃａｎｏｌｉｎｓｉｔｕｇｅｎｅｒａｔｅｄｆｒｏｍｓｏｄｉｕｍｄｏ　　　　　　　—　ｄｅｃｙｌｓｕｌｆａｔｅａｎｄｉｔｓｐｏｔｅｎｔｉａｌａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ口］．ＣｏｌｌｏｉｄｓａｎｄＳｕｒ　　　　—　—　　ｆａｃｅｓＡ：ＰｈｙｓｉｃｏｃｈｅｍＥｎｇＡｓｐｅｃｔｓ，２００６，２７５（１３）：１１１６．　　　　　　　　　　　　　ＹＵＹＣ，ＺＨＡＯＹＸ，ＨＵＡＮＧＴ，ｅｔａｌ＿Ｍｉｃｒｏｗａｖｅ－ａｓｓｉｓｔｅｄ　　　　　　　ｓｙｎｔｈｅｓｉｓｏｆｐａｌｌａｄｉｕｍｎａｎｏｃｕｂｅｓａｎｄｎａｎｏｂａｒｓ［Ｊ］．Ｍａｔｅｒｉａｌｓ　—　　ＲｅｓｅａｒｃｈＢｕｌｌｅｔｉｎ，２０ｌ０，４５（２）：１５９１６４．　　　　　　　　　　　—　ＸＩＡＯＣＷ，ＤＩＮＧＨ，ＳＨＥＮＣＭ，ｅｔａ１．Ｓｈａｐｅ－ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄｓｙｎ　　　　　　　　ｔｈｅｓｉｓｏｆｐａｌｌａｄｉｕｍｎａｎｏｒｏｄｓａｎｄｔｈｅｉｒｍａｇｎｅｔｉｃｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ［Ｊ］．Ｊ　　—　　ＰｈｙｓＣｈｅｍＣ，２００９，ｌ１３（３１）：１３４６６１３４６９．　　—　　　　　ＺＨＡ０Ｎ，ＱＩＬ．Ｌｏｗｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｓｙｎｔｈｅｓｉｓｏｆｓｔａｒ－ｓｈａｐｅｄＰｂＳ　　　　　　—　　ｎａｎｏｃｒｙｓｔａｌｓｉｎａｑｕｅｏｕｓｓｏｌｕｔｉｏｎｓｏｆｍｉｘｅｄｃａｔｉｏｎｉｃ。ａｎｉｏｎｉｃｓｕｒ・。　—　ｆａｅｔａｎｔｓＥＪ］．ＡｄｖＭａｔｅｒ，２００６，１８（３）：３５９３６２．　　　　　　　　王艳丽，谭德新，徐国财，等．超细纳米Ｐｄ粒子与聚乙烯吡咯　　　　　—　烷酮的相互作用［Ｊ］．高等学校化学学报，２０１０，３１（５）：８８１　８８４．　　　　王艳丽，谭德新，徐国财，等．不使用保护气氛和还原剂超声制　　　—　备纳米钯颗粒［Ｊ］．材料研究学报，２００７，２１（３）：３２９３３２．　　　　　　　　　　　　—　王艳丽，谭德新，徐国财，等．超声无皂乳液原位合成ＰｄＰ—　　　　　　　（ＭＭＡＡＭＰＳ）复合微球及其表征［Ｊ］．复合材料学报，２００９，—　　２６（３）：６７７２．　　　　　　　　　ＣＨＡＫＲＡＢＯＲＴＹＨ。ＳＡＲＫＡＲＭ．Ｏｐｔｉｃａｌｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｉｃａｎｄ　　　　　　　　　—　ＴＥＭｓｔｕｄｉｅｓｏｆｃａｔａｎｉｏｎｉｃｍｉｃｅｌｌｅｓｏｆＣＴＡＢ／ＳＤＳａｎｄｔｈｅｉｒｉｎ　　　—　ｔｅｒａｃｔｉｏｎｗｉｔｈａＮＳＡＩＤ［Ｊ］．Ｌａｎｇｍｕｉｒ，２００４，２０（９）：３５５１　３５５８．　　　　　　　—　［４Ｏ］ＳＯＯＫＹＭ，ＴＡＫＡＦＵＭＩＫ，ＴＯＨＲＵＳ．ＣＴＡＢ－ａｓｓｉｓｔｅｄｓｙｎ　　—　　　　　　ｔｈｅｓｉｓｏｆｓｉｚｅ－ａｎｄｓｈａｐｅ・－ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄｇｏｌｄｎａｎｏｐａｒｔｉｅｌｅｓｉｎＳＤＳ　　—　ａｑｕｅｏｕｓｓｏｌｕｔｉｏｎ［Ｊ］．ＭａｔｅｒｉａｌｓＬｅｔｔｅｒｓ，２００９，６３（２３）：２０３８　２０４０．１　　　　　　　　，４１］ＡＶＲＡＭＯＶ－ＩＶＩＣＭＬ，ＡＮＡＳＴＡＳＩＪＥＶ１ＣＮＡ，ＡＤＺＩＣＲＲ．　　　　　　　　　　　—　ＡｓｔｕｄｙｏｆｔｈｅｏｘｉｄａｔｉｏｎｏｆｆｏｒｍａｌｄｅｈｙｄｅｏｎＡｕ（３３２）ｂｙｒｏｔａ　　　　ｔｉｎｇｄｉｓｃ－ｒｉｎｇｍｅｔｈｏｄ［Ｊ］．ＥｌｅｃｔｒｏｅｈｉｍＡｃｔａ，１９９０，３５（４）：７２５～　７２９．　　—　　　　［４２３ＢＥＬＴＯｗｓＫＡＢＲｚＥｚＩＮｓＫＡＭ．Ｅｌｅｃｔｒｏｃｈｅｍｉｃａｌｏｘｉｄａｔｉｏｎｏｆ　　　　　　ｆｏｒｍａｌｄｅｈｙｄｅｏｎｇｏｌｄａｎｄｓｉｌｖｅｒ［Ｊ］．ＥｌｅｃｔｒｏｃｈｉｍＡｃｔａ，１９８５，３０—　　（９）：１１９３１１９８．　　　　　　　　　　［４３］杨宏洲，邓友全．Ａｕ／ＰＡｎｉ／ＧＣ电极的制备及对甲醛的电催化　　　氧化研究ｒＪ］．化学学报，２００２，６０（４）：５６９～５７３．　　　　　　基金项目：国家自然科学基金资助项目（５１０７４００７）　　　　—　收稿日期：２０１卜０４－１５；修订日期：２０１１－１２０１　　　　　　　　　作者简介：王艳丽（１９７８一），女，博士研究生，副教授，主要从事纳米材　　　　　　　　　　料的合成及环境催化的研究，联系地址：安徽理工大学材料科学与工程　—　学院（２３２００１），Ｅｍａｉｌ：ｙｌｗａｎｇｌ９９８＠１６３．ｃｏｒｎ　　　　　　　　　　　通讯作者：张明旭（１９５８一），男，博士，教授，联系地址：安徽理工大学校　　—　党政办公室（２３２００１），Ｅｍａｉｌ：ｍｘｚｈａｎｇ＠ａｕｓｔ．ｅｄｕ．ｅｎ　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　米米米米米米米米米米米米米米米米米米米米米米米米米米米米米米米米米米米米米米米米米米米米米米米柴米米米　　　（上接第５５页）　参考文献　　　　　　　　　　　［１］张羊换，刘宗昌．６５Ｍｎ圆锯片热处理工艺及力学性能的研究　—　［Ｊ３．热加工工艺，１９９４，（６）：３３３５．　　　　　　　　　［２３刘宗昌，张羊换，任慧平．６５Ｍｎ钢ＣＣＴ曲线及圆锯片淬火工艺　—　［Ｊ］．金属热处理，１９９４，（１１）：８１１．　　　　　　　　［３３李红英，耿进锋，龚美涛，等．６５Ｍｎ钢奥氏体连续冷却转变曲线—　（ＣＣＴ图）［Ｊ］．材料科学与艺，２００５，１３（３）：３０２３０４．　　　　　１，４３孙继兵，李国彬，李桂云，等．６５Ｍｎ钢圆锯片基体的热处理［Ｊ］．　—　金属热处理，１９９９，（１１）：１７１９．　　　　　　　　　　　　　　　　　［５］吴伟志，王小辉．金刚石锯片基体的热处理工艺［Ｊ］．石材，—　　２００８，（４）：３７３９．　　　　　　　　　　１－６３苑少强，王春，梁国俐，等．回火温度对冶金锯片用钢６５Ｍｎ组　　　—　织及性能的影响Ｉ－Ｊ］．机械设计与制造，２０１０，（４）：１２３１２５．　　　　　　　　　［７３李炜新．冷却速率对６５Ｍｎ钢过冷奥氏体组织转变的影响［刀．　—　材料热处理技术，２００８，（５）：７６７８．　　　　　　　　　［８３余万华，徐绿婷，张永军．６５Ｍｎ钢连续冷却转变特性的试验研　—　究［Ｊ］．金属热处理，２Ｏ１０，３５（１）：４７５０．　　　　　　　　　［９］陈景浒，揭晓华，毛新平．６５Ｍｎ钢圆锯片淬火硬度不均的原因　—　分析［Ｊ］．金属热处理，２０１０，３５（１２）：１２４１２６．　　　　　　　　［１Ｏ３隋培玲．６５Ｍｎ圆锯片热处理变形的控制［Ｊ］．重型汽车，２００７，—　　（５）：ｌ１１２．　　　　　　　　Ｅｌ１］田乃媛．薄板坯连铸连轧［Ｍ］．２版．北京：冶金工业出版社，　—　　２００４．１９２２．　　　　　　　　　［１２］黄刚，焦国华，温德智，等．薄板坯连铸连轧６５Ｍｎ钢的热轧组织　　—　与力学性能［Ｊ］．材料工程，２０１０，（８）：７２７７．　　　　　　　　［１３］黄刚，温德智，焦国华，等．薄板坯连铸连轧３０ＣｒＭｏ钢的热轧　—　组织与力学性能［Ｊ］．材料热处理学报，２０１１，（６）：１０９１１３．　　　　　　　　　　　　　　　［１４］康煜平．金属固态相变及应用［Ｍ］．北京：化学工业出版社，　　　２００７．９７～９８．　　　　　　　［１５］ＨＯＮＣ，－ＳＥＯＫＹＡＮＧ，ＢＨＡＤＥＳＨＩＡＨＫＤＨ．Ａｕｓｔｅｎｉｔｅ　　　　—　ｇｒａｉｎｓｉｚｅａｎｄｔｈｅｍａｒｔｅｎｓｉｔｅｓｔａｒｔｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ１　—　－Ｊ］．ＳｃｒｉｐｔａＭａ—　　ｔｅｒｉａｌｉａ，２００９，６０：４９３４９５．　　　　“　　　　　　　基金项目：湖南省重大科技专项ＣＳＰ工艺生产高强度钢的研究与示”　　　　　　　　　　　　　　　　　　范资助项目（２００６ＧＫ４０２１）；教育部新世纪优秀人才支持计划　　　　　　　　　　　　　　　　　　（ＮＣＥＴ０５０６８０）；湖北省自然科学基金计划青年杰出人才项目　　　（２００６ＡＢＢ０３７）；湖北省教育厅国际合作项目资助（２００７１１００１）　　—　　—　收稿日期：２０１１－０６１１；修订日期：２０１１－１２１７　　　　　—　作者简介：黄刚（１９７７一），男，博士生，Ｅｍａｉｌ：ｈｕａｎｇｇａｎｇｗｈｕ＠ｙａｈｏｏ．　　ｃｏｍ．ｃｎ　　　　　　　通讯作者：吴开明（１９６６一），男，博士，教授，博士生导师，主要从事钢铁　　　　　　　　材料相变、组织控制与焊接性研究，联系地址：湖北省武汉市青山区和　　　　　　　　　　平大道９４７号武汉科技大学８信箱（４３００８１），Ｅ－ｍａｉｌ：ｗｕｋａｉｍｉｎｇ＠　　ｗｕｓｔ．ｅｄｕ．ｃｎ，ｗｕｋａｉｍｉｎｇ２０００＠ｙａｈｏｏ．ｃｏｒｎ