合金工具鋼SAE6150冷卻轉(zhuǎn)變組織研究

隨著我國(guó)制造業(yè)的快速發(fā)展，對(duì)工具鋼的需求與要求也在逐步提高，工具鋼正在向高性能和多品種方向發(fā)展。合金工具鋼SAE6150中含有適量的Cr和V元素，以增加鋼的強(qiáng)度和硬度，適用于制作高質(zhì)量的工具。在合金工具鋼生產(chǎn)過(guò)程中，控軋控冷工藝參數(shù)直接影響盤條最終的組織和性能。為此，本課題通過(guò)研究合金工具鋼SAE6150的連續(xù)冷卻轉(zhuǎn)變過(guò)程和等溫轉(zhuǎn)變過(guò)程，研究其相變規(guī)律，為控軋控冷工藝的制定提供理論依據(jù)。

試驗(yàn)材料為合金工具鋼SAE6150，化學(xué)成分為（質(zhì)量分?jǐn)?shù)，%）：C0.51，Si0.25，Mn0.88，P0.0065，S0.0047，Cr0.95，V0.17。在150kg真空感應(yīng)爐中進(jìn)行冶煉，模鑄成80kg的鋼錠，鋼錠鍛打成Φ15mm的圓棒，將圓棒在900℃保溫1h進(jìn)行正火處理后加工成熱模擬試樣。

試驗(yàn)采用熱膨脹法和金相法測(cè)定試樣的連續(xù)冷卻轉(zhuǎn)變曲線和等溫轉(zhuǎn)變曲線。參考工廠生產(chǎn)工藝，在Gleeble3800C熱模擬試驗(yàn)機(jī)上將試樣以10℃/s的加熱速度升溫至1100℃，保溫10min之后以5℃/s的冷卻速度降溫至950℃，保溫5s，以3/s的變形速率給予試樣60%的壓縮變形，變形后在5s內(nèi)冷卻至850℃。測(cè)量CCT曲線時(shí)，分別以0.25、0.5、0.75、1、1.5、2、3、5、10℃/s冷速冷卻至室溫；測(cè)量TTT曲線時(shí)，將試樣以50℃/s的冷速冷卻至400、430、460、490、520、550、580、610、640、670、700℃保溫1h，然后以30℃/s的冷速冷卻至室溫。將試樣研磨、拋光、腐蝕后，采用Zeiss光學(xué)顯微鏡觀察顯微組織，并用維氏硬度計(jì)測(cè)定試樣的維氏硬度值。利用Origin軟件對(duì)Gleeble模擬試驗(yàn)機(jī)記錄的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，并結(jié)合金相組織觀察結(jié)果，繪制出CCT曲線和TTT曲線。結(jié)果表明：

（1）試驗(yàn)鋼在連續(xù)冷卻轉(zhuǎn)變過(guò)程中，珠光體轉(zhuǎn)變發(fā)生在605～720℃，貝氏體轉(zhuǎn)變發(fā)生在370～525℃，馬氏體轉(zhuǎn)變發(fā)生在330℃以下，不發(fā)生馬氏體轉(zhuǎn)變的臨界冷速為0.75℃/s。

（2）試驗(yàn)鋼在等溫轉(zhuǎn)變過(guò)程中，珠光體轉(zhuǎn)變溫度區(qū)間在580～700℃，貝氏體轉(zhuǎn)變溫度區(qū)間在400～550℃。珠光體轉(zhuǎn)變鼻尖溫度在670℃左右，其孕育期約為25s，此時(shí)完成珠光體轉(zhuǎn)變速度最快，約為135s。

（3）為得到均勻的索氏體組織和良好的性能，應(yīng)控制冷卻速度小于0.75℃/s，珠光體相變溫度為620～670℃。