１５ＣｒＭｏＲ钢变形抗力及连续转变研究 １ ５ＣｒＭｏＲ钢变形抗力及连续转变研究 吴波 邱春林 苏志敏 杜林秀 （１．天津钢集团有限公司技术中心，天津３００３０１；２．东北大学轧制技术及连轧自动化国家重点实验室， 沈阳１１０８１９；３．中冶南方工程技术有限公司热轧事业部，武汉４３０２２３） ［摘要］采用真空冶炼１５ＣｒＭｏＲ中温压力容器用钢，在ＭＳ一３００热模拟试验机上采用单道次压缩实验测定了变形抗力，确 定了变形抗力模型。采用热膨胀法测定了１５ＣｒＭｏＲ钢的动、静态ＣＣＴ曲线。结果表明在接近工业生产的工艺参数条件下，其变 形抗力表现为动态回复和动态再结晶型；在静态和动态条件下，１５ＣｒＭｏＲ钢室温组织为珠光体和铁素体以及部分贝氏体。塑性 变形使ＣＣＴ曲线向左上方移动。该研究为在宽厚板轧机上进行１５ＣｒＭｏＲ钢的生产提供了理论依据。 关键词变形抗力 ＣＣＴ曲线金相 １ 引言 ８ ｍｍｘｌ５ ｍｍ的圆柱试样进行单道次压缩实验， 测试该钢的变形抗力，试验温度从８５０～ｌ ０５０ ｏＣ， 温度间隔５０℃。单道次压缩实验工艺如图１所 示。ＣＣＴ曲线测试采用￣１０ ｍｍｘｌ５ ｍｍ圆柱试样。 分别测静态及动态ＣＣＴ曲线，ＣＣＴ曲线测试工艺 如图２所示。静态ＣＣＴ曲线测试流程为：将试样以 ２０℃／ｓ的速度加热到１ ２００ ｏＣ，保温３ ｍｉｎ后以 １５ＣｒＭｏＲ属于中温使用的低合金耐热容器钢， 可用来制造压力容器的封头、法兰、受热面管道、集 箱和蒸汽管道以及锅炉的大型锻件等，其使用温度 ＼ 在５５０～５６０ ｏＣ以下。常用的低合金耐热钢主要是低 合金珠光体耐热钢，其主要特点是以铬钼为主，并 加入其他合金元素；１５ＣｒＭｏＲ钢与国外的１３Ｃｒ— Ｍｏ４４等化学成分和性能相当ｌｌｌ。 １５ＣｒＭｏＲ钢具有足够的蠕变强度、持久强度和 持久塑性，良好的高温组织稳定性、高温抗氧化性 （耐热性），良好的制管、焊接等加工工艺性能，同时 １０℃／ｓ的冷却速度冷却到９００ ｏＣ，保温３０ ｓ后分 别以０．５、１、２、５、ｌ５ ｃＣｌ／ｓ的冷却速度冷却到室温， 记录冷却过程中的热膨胀曲线。动态ＣＣＴ曲线测 试与静态测试的区别是：在９００℃保温３０ ｓ后，进 具有一定的抗氢腐蚀性能。１５ＣｒＭｏＲ钢通常以退火 状态或正火＋回火状态供货。早期生产的１５ＣｒＭｏＲ 行变形量为Ｏ．４的单道次压缩变形，其余与静态测 试相同。测试后，进行金相组织观察，利用膨胀曲 钢多采用电炉冶炼［２１，采用转炉连铸工艺进行中温 压力容器用钢的生产。由于其具有较高的纯净度、 良好的冲击韧性以及较低的成本而受到用户的欢 迎，在水电站建设、压力容器制造等行业的应用越 来越广泛［３１。 线数据结合金相观察的结果，绘制ＣＣＴ曲线。 本文在实验室条件下，采用真空电炉冶炼经锻 造开坯后，截取试样对该钢的变形抗力、连续相转 变进行了研究，为工业生产中工艺规程的制定提供 了理论依据。 ２实验材料及研究方法 本研究采用真空冶炼，锭重１５０ ｋｇ，其主要化 学成分为：０．１２％Ｃ，０．３２％Ｓｉ，０．６５％Ｍｎ，０．９７％Ｃｒ， ０．４６％Ｍｏ。经锻造开坯成断面尺寸为１００ ｍｍ￣１２０ ｍｍ／ｓ 图１单道次压缩实验工艺示意图 的矩形坯，然后取样分别加工成不同尺寸，进 ３实验结果及讨论 ３．１变形抗力测试结果 为了得到１５ＣｒＭｏＲ钢的变形抗力模型，测试 行各项试验，实验在东北大学国家重点实验室自 行研制的ＭＭＳ一３００热模拟试验机上进行。采用 ‘ ≯ ｌ ＃≯ （研究与应用） 一７一 天律 么分 赠 ＼ 赠 日 皇 幽 真应变 （ａ）应变速率０．１ ｓ 日 宝 ￡／ （ｂ）动态 图２用热膨胀法测定ＣＣＴ曲线的实验方案 了其在不同变形温度及变形速率下的变形抗力。以 变形速率为０．１ ｓ 和１．０ ｓ 为例进行简要分析。在 金属变形的过程中，存在着硬化和软化两个过程， 表现在应力应变曲线上就是使曲线随变形程度增 加而升高或降低 。图３是变形速率为０．１ ｓ 和 １．０ ｓ一１的测试结果。可以看出当变形速率为０．１ ｓ 数。 真应变 （ｂ）应变速率１．２ ｓ一１ 图３单道次不同温度应力应变曲线 经回归计算求得各个系数得到１５ＣｒＭｏＲ钢的 实际变形抗力模型如下： ｒ＝１３５．ｏ７‘３．５０８Ｔ－２．５１４＝时，随着变形程度的增加，变形抗力先增加，达到一 定变形程度之后则开始下降。这表明在此变形速率 条件下，产生了动态再结晶 。而在变形速率为１．０ ｓ ｌ３５ ．・７ ｅ ‘（ ＿斋）＿） Ｈ ・・ 时，随着变形程度的增加，变形抗力先增加，达 ［１．００２（奇）０．１２０＿０．ｏｏ２（奇）】 压力，为合理分配变形量提供理论依据。 ３．２ １５ＣｒＭ０Ｒ钢的连续转变曲线 （２） 到一定变形程度之后则基本保持不变，说明在此变 形条件下，实验钢处在回复阶段。 从以上变形抗力的变化特征可知，随着变形速 率的增加，实验钢具有明显的从动态回复到动态再 躲结晶的过渡过程，为此选择考虑了动态回复和再结 抻晶的变形抗力模型如下ｌ５Ｊ： 变形抗力是制定轧制规程的重要依据，在进行 工业生产时，可以利用此模型计算各个道次的轧制 根据热膨胀曲线的实验结果，结合金相组织确 定的１５ＣｒＭｏＲ钢的静态及动态ＣＣＴ曲线如图４所 示。对比两曲线可以看出，无论是静态ＣＣＴ曲线还 是动态ＣＣＴ曲线，其相区均由铁素体区、珠光体区 及贝氏体区组成，只是各个相区的转变温度和相区 大小略有区别。由于经过了０．４的真变形，动态 ‘ｅ ・（斋）一‘［ （音） 一（ 一１）（音）］（１） 式中，Ｔ＝（ｔ＋２７３）／１ ０００，ｔ为变形温度（ｃ【＝）；占 为真变形； 为变形速率（ｓ ）； 。为基准变形抗力， 即 ＝１ ０００ ｏＣ、 ＝０．４和“＝１０ ｓ一１时的变形抗力， ＣＣＴ曲线的转变温度升高，而转变开始时间略有提 前，说明变形对相变具有一定的诱导作用［６３。图５是 １５ＣｒＭｏＲ的实验值为１３５．７ ＭＰａ；ａｌ～ 为回归系 一８一 （研究与应 用）
