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裂解加工汽車連桿用V-N微合金鍛鋼的連續(xù)冷卻轉變

發(fā)布人：上海艾荔艾金屬材料有限公司bt990.com.cn 更新時間：2015-12-17
通過對應用于汽車發(fā)動機裂解連桿的V-N微合金鍛鋼奧氏體連續(xù)冷卻轉變的研究，確定連續(xù)冷卻過程中奧氏體轉變過程及轉變產物的組織和性能，對于合理制定其控制鍛造及鍛后冷卻工藝以使其強韌性良好匹配，具有極其重要的意義。

? ?發(fā)動機連桿裂解加工技術是目前國際上連桿生產的新技術，具有節(jié)材節(jié)能，生產成本低的優(yōu)點。目前，用于裂解加工的連桿材料主要通過熱鍛和控制冷卻來獲得需要的組織和性能。因此，為了設計鋼的鍛造和熱處理工藝，研究其關鍵轉變溫度是非常有必要的。

在實際的鋼材鍛造過程中，鋼的變形通常處在奧氏體相區(qū)，在隨后的冷卻過程中，奧氏體發(fā)生轉變。因此，本工作通過對應用于汽車發(fā)動機裂解連桿的V-N微合金鍛鋼奧氏體連續(xù)冷卻轉變的研究，確定連續(xù)冷卻過程中奧氏體轉變過程及轉變產物的組織和性能，對于合理制定其控制鍛造及鍛后冷卻工藝以使其強韌性良好匹配，具有極其重要的意義。
試驗材料采用某公司開發(fā)的汽車裂解連桿用V-N微合金鍛鋼，其化學成分如表1所示。工業(yè)生產所用的鐵水經過電爐初煉、LF鋼包精煉后澆鑄成連鑄方坯，在蓄熱式加熱爐內加熱、保溫，然后進行軋制和控制冷卻，軋制成圓鋼。
表1??V-N微合金鍛鋼的化學成分（質量分數(shù)，%）
C
Si
Mn
P
S
V
N
0.36
0.66
1.00
0.010
0.045
0.16
0.010
?
連續(xù)冷卻試驗在FORMASTOR-F熱膨脹試驗機上進行，采用Φ5mm×10mm圓柱形試樣。試樣以10℃/s的速度加熱到1050℃保溫10min，然后以0.05℃/s的速度冷卻到室溫，測量其Ac1轉變溫度。根據(jù)測量的Ac1轉變溫度，將試樣以10℃/s的速度加熱到Ac1+30℃保溫10min，然后分別以0.1、0.2、0.5、1.0、2.0、5.0、10.0、30.0℃/s的速度冷卻到室溫測量溫度-膨脹量曲線，確定相變溫度，繪制連續(xù)冷卻轉變圖。
采用光學顯微鏡和自動圖像分析儀觀察和分析不同冷卻速度對奧氏體連續(xù)冷卻轉變組織的影響。在透射電鏡中觀察試樣中的析出相，并用能譜儀對析出相進行成分分析。結果表明：
（1）V-N微合金鍛鋼在較低的冷卻速度下發(fā)生γ→α+P轉變，室溫組織是鐵素體和珠光體；在較高的冷卻速度下發(fā)生γ→M轉變，最終產物為馬氏體組織（或少量鐵素體和馬氏體組織）。
（2）V-N微合金鍛鋼在奧氏體連續(xù)冷卻轉變過程中，冷卻速度越大，先共析鐵素體轉變結束越早，珠光體轉變開始也越早，其珠光體組織比例越大；同時，冷卻速度越大，晶粒越細小。
（3）隨著冷卻速度的增大，V-N微合金鍛鋼中析出相多而細??；但當冷卻速度增大到一定程度后（≥10℃/s），第二相的析出被抑制。

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