低合金钢FQK400的连续冷却转变

　　FQK400 是为满足中、 重型汽车需要而开发的一种屈服强度为 400MPa 级的桥壳钢， 它是在16Mn 的基础上靠通过添加微量强碳化物形成元素铌及采用控制轧制技术来获得高力学性能的一种低成本低合金钢。 在生产实践中， 为了合理制定 FQK400 钢的塑性加工和热处理工艺， 需要其CCT 图，为此本文测定了其静态和动态连续冷却转变曲线(CCT 图)，分析了不同冷却速度下转变产物的显微组织和硬度， 并与现有成分相近的16Mn、16MnNb 钢的 CCT 曲线做了对比。

　　1 实验材料与方法

　　实验材料为 FQK400 低合金钢，其化学成分(质量分数，%)为：0.16C，0.38Si，1.48Mn，0.036Al，0.017P，0.0067S，0.015Nb。 试样尺寸为 准8 mm × 15 mm。

　　根据 GB5056-85、GB5057-85 在Gleeble-2000上测定钢的临界点 Ac1、Ac3和连续冷却曲线(CCT图)。 测临界时，将试样以 0.05℃/s 的速度加热到 1000℃(钢的开轧温度)，保温 5min，通过升温膨胀曲线，测定其临界点Ac1、Ac3，再喷水冷却以测定其 Ms点。 测静态 CCT 曲线(不对奥氏体进行变形处理)时，将试样以 10℃/s 的速度加热到 1000℃,保温 5min 后以 10℃/s 的速度冷至 900℃， 保温30 s 后按不同的冷却速度 (225～0.1℃/s) 冷却至室温，绘出温度-膨胀量曲线，采用切线法及金相分析确定相变温度。 再以同样的加热和冷却制度测定钢的动态 CCT 曲线 (对奥氏体进行变形处理)，只是在 900℃保温 30s 后增加一道应变速率为 1/s、应变量为 0.5 的变形过程。用 LAEICADMR 型金相显微镜观察钢的转变组织和转变量。

　　2 实验结果与分析

　　2.1 临界点

　　FQK400 钢临界点的测定结果为 Ac1=730 ℃，Ac3= 850 ℃，Ms= 390 ℃。

　　2.2 静态 CCT 曲线

　　图 1、图 2 分别为 FQK400 钢的静态 CCT 曲线及相应的金相组织。 由图 1 可见，当冷速为 225℃/s(水冷) 时， 冷却曲线先与贝氏体析出线相遇， 生成少量(<10%)的粒状贝氏体(B粒)， 其余则转变为板条马氏体， 见图 2(a)。 随冷速的降低，马氏体量逐渐减少，贝氏体量逐渐增多。 当冷速低于90 ℃/s 时，开始有铁素体析出，组织为马氏体+粒状贝氏体+铁素体，见图 2 (b)。 在整个冷速范围内，贝氏体相均以粒状贝氏体为主，仅在 30℃/s左右的冷速时，同时还有 10%左右的粗大上贝氏体(B上)生成，见图 2(c)。 冷速降到 15℃/s 以下时，开始有珠光体出现，见图 2(d)。 在全部冷速范围内，铁素体均为多边形铁素体和针状铁素体，只在3 ℃/s 冷速同时有 10%左右的粗大魏氏组织生成，见图 2(e)。当冷速降到 0.8℃/s 以下时，不再发生贝氏体转变，转变产物中只有铁素体和珠光体，而且，随着冷速的降低，铁素体和珠光体的比例基本保持不变，大约为 70%F+30%P，见图 2(f)。