鋼鐵材料澆鑄后組織的細(xì)化處理
實(shí)驗(yàn)所用的材料由于其性質(zhì)的特殊性,熔煉澆鑄后需要經(jīng)過緩冷處理(直徑100mm),因而會(huì)導(dǎo)致組織內(nèi)部的晶粒(柱狀晶)粗大,在后續(xù)的鍛造以及熱軋中很難消除。因此,本人想了解下,通過什么手段可以實(shí)現(xiàn)澆鑄后組織的細(xì)化,或者在鍛造后實(shí)現(xiàn)組織的細(xì)化??
幾種典型的金相組織
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液態(tài)金屬緩冷處理,很難獲得細(xì)小的組織,除非加入細(xì)化劑、變質(zhì)劑,但這也許會(huì)污染你的合金。后續(xù)的正火處理或者相變熱處理,都能達(dá)到細(xì)化組織的目的。具體還是根據(jù)你的成分和組織性能要求來定吧。
參考文獻(xiàn):
- 超聲波處理對細(xì)化碳鋼凝固組織的影響
- 超聲波對鑄造合金組織和性能的影響
- 澆注溫度對超聲波細(xì)化鑄錠組織的影響
- 超聲波對金屬凝固組織的影響
對于鑄造組織的細(xì)化:
鍛造可以實(shí)現(xiàn)組織的細(xì)化,如果不行,說明變形量不夠;
相變熱處理可以實(shí)現(xiàn)組織細(xì)化,根據(jù)材料不同可以通過多次正火、淬火+回火、退火+正火/淬火等等方式。
對于凝固過程組織細(xì)化:
加入形核劑,引導(dǎo)晶粒的形成,增加晶粒數(shù)量,控制晶粒尺寸;
引入外場,如超聲波、振動(dòng)等。
鋼鐵材料,從高溫到室溫,每發(fā)生一次相變就會(huì)對組織有一次細(xì)化的過程,而且在高溫到低溫過程中,冷速越快,相變后的晶粒越細(xì)小。但要注意,加熱溫度不能太高,也不能太低,太高會(huì)使奧氏體粗大,得不償失,而太低(如奧氏體和鐵素體的兩相區(qū)),則使相變不完全,具體要看材料的成分。
很不幸的是所用的鋼材在奧氏體區(qū)間只有5%左右的奧氏體量。這樣的話用相變的方法使得組織細(xì)化可行么?可以試試“回復(fù)再結(jié)晶”的手段。就是通過大變形量,然后余熱再結(jié)晶退火,可以明顯細(xì)化組織。
- 一般來說加熱鍛造都會(huì)達(dá)到再結(jié)晶的形變量,工程應(yīng)變可以超過70%(多次、累計(jì)),所以晶粒很容易細(xì)化到7級以上的。但是鍛造會(huì)引入很大的應(yīng)力,所以一般鍛后會(huì)進(jìn)行熱處理,如果是較高溫度的正火,晶粒有可能會(huì)長大。此外,鍛造變形不均勻也會(huì)引發(fā)混晶。
Q:是否可以將鍛造也看成猶如軋制過程,通過形變和再結(jié)晶來細(xì)化組織?
A:可以。再結(jié)晶的變形量根據(jù)材料、變形溫度和形變速率有關(guān)。
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1 增加過冷度 2 加行核劑 3 震蕩打破晶枝
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