冷却速率对Ti-Zr处理钢针状铁素体转变的影响

摘要：

大线能量焊接技术在低合金钢中的广泛使用降低了低合金钢的低温韧性,向低合金钢中添加适量的钛、锆元素可以促进针状铁素体形核,细化晶粒组织从而提高低合金钢的低温韧性.为了研究Ti-Zr处理钢中针状铁素体转变机理,使用25 kg真空感应炉中熔炼试验所需钢种,向低合金钢中添加了 0.04％钛元素和0.014％锆元素;利用高温激光共聚焦显微镜原位观察了冷却速率对针状铁素体转变行为的变化;使用扫描电镜观察了 Ti-Zr处理钢中的夹杂物成分和针状铁素体在夹杂物表面形核,使用光学显微镜观察不同冷速下的微观组织变化差异.试验发现,随着冷却速率从1增加至10℃/s,侧板铁素体的开始转变温度从770.2降低至632.4℃,针状铁素体的开始转变温度从731.5降低至612.6℃,针状铁素体的面积分数从47.91％增加至68.04％,针状铁素体与侧板铁素体的面积分数比值从1.34增加至3.54,针状铁素体与侧板铁素体的开始转变温度与结束转变温度差的比值从0.52增加至0.83,针状铁素体与侧板铁素体的面积分数之比与其转变温度区间之比存在正比例关系;不同冷却速率下,Ti-Zr处理钢中的主要夹杂物为ZrO2-TiN-MnS,并且ZrO2-TiN-MnS夹杂物可以有效促进针状铁素体形核;一方面是因为生成的贫锰区增加了铁素体转变驱动功;另一方面是因为ZrO2-TiN-MnS夹杂物与铁素体有良好的晶格匹配关系降低了针状铁素体在夹杂物表面形核的界面能.

关键词：Ti-Zr处理钢;冷却速率;针状铁素体;高温共聚焦;转变温度

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资助基金：河北省省级科技计划资助项目20311004D,20591001D

在线出版日期：2021-11-25（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共9页

页码：96-103,121