裂解加工汽车连杆用V-N微合金锻钢的连续冷却转变

时间:2015-12-17 15:28 来源:未知 作者:admin 点击:次

 发动机连杆裂解加工技术是目前国际上连杆生产的新技术,具有节材节能,生产成本低的优点。目前,用于裂解加工的连杆材料主要通过热锻和控制冷却来获得需要的组织和性能。因此,为了设计钢的锻造和热处理工艺,研究其关键转变温度是非常有必要的。

在实际的钢材锻造过程中,钢的变形通常处在奥氏体相区,在随后的冷却过程中,奥氏体发生转变。因此,本工作通过对应用于汽车发动机裂解连杆的V-N微合金锻钢奥氏体连续冷却转变的研究,确定连续冷却过程中奥氏体转变过程及转变产物的组织和性能,对于合理制定其控制锻造及锻后冷却工艺以使其强韧性良好匹配,具有极其重要的意义。
试验材料采用某公司开发的汽车裂解连杆用V-N微合金锻钢,其化学成分如表1所示。工业生产所用的铁水经过电炉初炼、LF钢包精炼后浇铸成连铸方坯,在蓄热式加热炉内加热、保温,然后进行轧制和控制冷却,轧制成圆钢。
表1  V-N微合金锻钢的化学成分(质量分数,%)
C
Si
Mn
P
S
V
N
0.36
0.66
1.00
0.010
0.045
0.16
0.010
 
连续冷却试验在FORMASTOR-F热膨胀试验机上进行,采用Φ5mm×10mm圆柱形试样。试样以10℃/s的速度加热到1050℃保温10min,然后以0.05℃/s的速度冷却到室温,测量其Ac 1 转变温度。根据测量的Ac 1 转变温度,将试样以10℃/s的速度加热到Ac 1 +30℃保温10min,然后分别以0.1、0.2、0.5、1.0、2.0、5.0、10.0、30.0℃/s的速度冷却到室温测量温度-膨胀量曲线,确定相变温度,绘制连续冷却转变图。
采用光学显微镜和自动图像分析仪观察和分析不同冷却速度对奥氏体连续冷却转变组织的影响。在透射电镜中观察试样中的析出相,并用能谱仪对析出相进行成分分析。结果表明:
(1) V-N微合金锻钢在较低的冷却速度下发生γ→α+P转变,室温组织是铁素体和珠光体;在较高的冷却速度下发生γ→M转变,最终产物为马氏体组织(或少量铁素体和马氏体组织)。
(2) V-N微合金锻钢在奥氏体连续冷却转变过程中,冷却速度越大,先共析铁素体转变结束越早,珠光体转变开始也越早,其珠光体组织比例越大;同时,冷却速度越大,晶粒越细小。
(3)随着冷却速度的增大,V-N微合金锻钢中析出相多而细小;但当冷却速度增大到一定程度后(≥10℃/s),第二相的析出被抑制。