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摘 要：本文研究奥氏体相变规律的主要方法是通过测定钢的过冷奥氏体连续冷却相变曲线（动态、静态CCT曲线），通过对比動、静CCT曲线来分析变形和冷却速率对于产品组织和性能的影响，为生产中的控轧和控冷工艺的制定提供可靠的理论依据。结果显示未变形奥氏体连续冷却在0.5℃/s≤v≤30℃/s范围内依次穿过铁素体、珠光体、贝氏体和马氏体相变区而变形奥氏体连续冷却在此冷速范围内未观察到马氏体组织。随着冷却速率的增大，实验钢的硬度和强度均逐渐升高，实验钢的室温组织由软相的铁素体和珠光体过渡为硬相的贝氏体和马氏体相，组织明显细化。
关键词：双相热轧钢；相变曲线；CCT曲线
1. 热轧双相钢介绍
随着能源的日益枯竭及环境的恶化，汽车的减量化越来越受到关注。在汽车上使用性能良好的高强度钢板是汽车减重节能、提高安全性的有效手段。随着控轧控冷技术的发展，热轧板带钢的性能、板形、尺寸及表面质量等均得到明显提高，热轧板逐渐取代部分冷轧板制作汽车结构件（如车身结构件、车架、刹车盘等）和车轮等，即“以热代冷”。与冷轧双相钢相比，热轧双相钢不但可以缩减钢板生产过程中的冷轧、退火、重卷等工序，而且还可避免冷轧后的钢材加工硬化，降低零件冲压过程中对模具的磨损和回弹量，具有成本低、生产过程简便、生产规模大及综合性能良好等优点。
2.实验材料及方法
采用在电磁感应炉浇铸的150kg钢锭，锻造成80mm*600mm的矩形钢坯，切取10mmx170mm的矩形条，加工成φ6mmx12mm的圆棒。在RAL自主研发的MMS-300热模拟实验机上，利用热膨胀法测定试样在不同冷却速率下的膨胀曲线，将实验完成后的试样沿轴向热电偶焊接点表面剖开，磨光后用4%的硝酸酒精溶液腐蚀，在LEICA光学显微镜下观察各相的组织形态并计算各相所占的体积分数，采用“切线法”确定膨胀曲线上发生相变的温度点，并结合相的体积分数采用杠杆定律对铁素体、珠光体、贝氏体和马氏体的转变温度点进行区分，将所得相变点利用Origin软件绘制动态、静态CCT曲线图。两相显微硬度测定在日本FUTURETECH公司生产的FM-700硬度测试机上测定。
3.实验方案
（1）静态CCT曲线工艺方案
如图3.1所示，将试样以10℃/s的速度加热到120℃并保温3min，然后再以10℃/s速率冷却到 900℃保温 20s 后，分别以 0.5℃/s、1℃/s、2℃/s、5℃/s、10℃/s、15°C/s、20℃/s、25℃/s、30℃/s九种不同的冷却速率冷却到室温，记录实验过程中的膨胀曲线。
（2）动态CCT曲线工艺方案
如图3.2所示，将试样以10℃/s的速度加热到1200℃并保温3min，然后以10℃/s的速度冷却至900℃后保温20s，以真应变量为0.7，应变速率为5/s压缩变形，最后以九种不同冷却速率冷却至室温，分别为0.5℃/s、1℃/s、2℃/s、5℃/s、10℃/s、15°C/s、20℃/s、25℃/s、30℃/s，记录实验过程中的热膨胀曲线。
4.实验结果与分析
变形和冷却速率对实验钢硬度、强度的影响
如图所示，不论奥氏体变形与否实验钢的表面硬度随着冷却速率的增大，都逐渐增大。主要是由于随着冷却速度的增大，过冷度增大，导致过冷奥氏体转变由软相的铁素体和珠光体区域过渡到了贝氏体、马氏体相区。同时随着冷却速度的增大，组织细化，晶界有效面积增大，有利于强度的提高。
5.小结
（1）未变形奥氏体连续冷却在0.5℃/s≤v≤30℃/s范围内依次穿过铁素体、珠光体、贝氏体和马氏体相变区而变形奥氏体连续冷却在此冷速范围内未观察到马氏体组织。
（2）随着冷却速率的增大铁素体和珠光体开始转变温度点逐渐降低，贝氏体相变开
始点出现先缓慢升高后降低的现象，马氏体相变点亦逐步降低的现象。
（3）奥氏体变形具有促进以扩散机制转变的多边形铁素体和珠光体转变；抑制以切
变机制为主兼具扩散特性的贝氏体和无扩散性马氏体相变的作用；使整个CCT曲线相对未变形下向左上方移动。
（4）随着冷却速率的增大，实验钢的硬度和强度均逐渐升高，实验钢的室温组织由软相的铁素体和珠光体过渡为硬相的贝氏体和马氏体相，组织明显细化。
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作者简介：
李宏焘（1981年7月30日），男，满族，河北省承德市隆化县，职务/职称：中级经济师，本科，研究方向：材料科学
