一种金属材料的动态TTT曲线的测定方法

技术领域

本发明属于金属材料热处理技术领域，尤其涉及一种金属材料的动态TTT曲线的测定方法。

背景技术

过冷奥氏体在临界点温度A1点以下冷却时，由于过冷度不同，将转变为不同类型的组织，或分解为珠光体、贝氏体，或转变为马氏体。TTT等温转变曲线也称C-曲线，为不同温度下过冷奥氏体的转变体积分数与等温时间的关系曲线。

目前测定钢的TTT曲线多为静态，还没有动态TTT曲线的测试方法。动态TTT曲线是在材料等温转变前对材料施加一定量的变形，变形后测得的等温转变曲线更接近实际生产过程中的等温转变，相比于静态TTT曲线，动态TTT曲线的孕育期变短，转变结束时间也提前，更利于实际生产过程精确的组织控制，为材料变形后控冷组织的精确控制提供技术参数。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种更接近实际生产过程的组织控制动态TTT曲线的测定方法，

本发明是这样实现的，一种金属材料的动态TTT曲线的测定方法，其特征是按以下步骤进行：

S1.将金属材料加工成Ф6×80mm的圆柱试样；

S2.按照黑色冶金行业标准YB/1527-2018测定钢的临界点；

S3.测定等温-膨胀曲线：根据测定的临界点温度将试样加热到完全奥氏体化，保温后变形，然后快速冷却到临界点以下让其进行恒温转变，等温一段时间后淬火；

S4.根据等温-膨胀曲线上出现的拐点，结合淬火试样的金相组织，确定转变开始点和转变结束点的时间，以温度为纵坐标，时间为横坐标，将相转变开始点和结束点分别连成曲线，绘制出动态TTT曲线。

优选的，所述的试验在热模拟机Gleeble-3800上进行。

优选的，在热模拟机Gleeble-3800上试样以5-20℃/S速率升温至完全奥氏体化温度，其中亚共析钢完全奥氏体化温度一般在AC3以上30-50℃，共析钢在AC1f以上30-50℃，过共析在ACCm以上30-50℃，保温5-10min，以应变速率10S-1、变形量20-30％压缩变形，然后以50-100℃/S的降速快速降到700-400℃区间不同等温温度等温，等温温度间隔20℃取值，等温时间2分钟以上，得到试样的等温膨胀曲线。

优选的，所述的试样为碳素结构钢、低合金钢、高碳钢、轴承钢中的一种。

本发明的优点：由此测量方法测得的动态TTT曲线更接近生产实际，进而能有效优化生产控冷组织控制，有效改善产品质量。

附图说明

附图1：试样装配示意图；

附图2：动态TTT工艺示意图；

附图3：82B钢测临界点膨胀曲线图。

附图4：82B钢580℃等温过程组织转变膨胀曲线图；

附图5：82B钢动态TTT曲线图；

附图6：82B钢600℃等温10秒淬火金相组织图；

附图7：82B钢600℃等温20秒淬火金相组织图；

附图8：82B钢660℃等温30秒淬火金相组织图；

附图9：82B钢660℃等温60秒淬火金相组织图。

图中、1、试样；2、热电偶；3、铜卡具；4、挡块。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

一种金属材料的动态TTT曲线的测定方法，包括如下步骤：

S1.将金属材料加工成Ф6×80mm的圆柱试样；

S2.按照黑色冶金行业标准YB/1527-2018测定钢的临界点；

S3.测定等温-膨胀曲线：根据测定的临界点温度将试样加热到完全奥氏体化，保温后变形，然后快速冷却到临界点以下让其进行恒温转变，等温一段时间后淬火；

S4.根据等温-膨胀曲线上出现的拐点，结合淬火试样的金相组织，确定转变开始点和转变结束点的时间，试样压缩变形后快速降到等温温度，膨胀曲线ab段为纯冷却收缩，bc段为孕育期，表示过冷奥氏体等温转变开始所经历的时间，拐点c后组织发生转变迅速膨胀，当膨胀曲线水平时，切点d对应的时间即为此温度转变结束时间；以温度为纵坐标，时间为横坐标，将相转变开始点和结束点分别连成曲线，绘制出动态TTT曲线。

优选的，所述的试验在热模拟机Gleeble-3800上进行。

优选的，在热模拟机Gleeble-3800上试样以5-20℃/S速率升温至完全奥氏体化温度，其中亚共析钢完全奥氏体化温度一般在AC

优选的，所述的试样为碳素结构钢、低合金钢、高碳钢、轴承钢中的一种。

以申请人生产的82B高碳高速线材制作试样，在Gleeble-3800热模拟试验机上应用本发明的试验方法进行动态TTT曲线测定试验。请参阅图1至图9，具体按照如下步骤进行：

S1.将规格为Ф12mm的82B线材加工成Ф6×80mm的圆柱试样。化学成分见表一所示。试样用点焊机在试样1中心同一截面上焊接热电偶2，焊点间距0.5-2mm。卡具用铜卡具3，后面用挡块4挡住，利于后面的压缩变形。测临界点时试样中心位置夹持膨胀仪dilatometer，测动态TTT曲线时试样中心位置夹持C－gauge，对试样相变拐点进行测量。

表1试验钢的化学成分/％

S2.按照黑色冶金行业标准YB/1527-2018测定钢的临界点。以200℃/小时缓慢加热到920℃，保温10分钟，以同样的冷速冷到室温，根据膨胀曲线上的拐点来确定82B钢的临界点AC

表2临界点温度/℃

S3.测定等温-膨胀曲线：82B为过共析钢，完全奥氏体化温度在AC

S4.根据等温-膨胀曲线上出现的拐点，结合淬火试样的金相组织，确定转变开始点和转变结束点的时间。试样压缩变形后快速降到等温温度，膨胀曲线ab段为纯冷却收缩，bc段为孕育期，表示过冷奥氏体等温转变开始所经历的时间，拐点c后组织发生转变迅速膨胀，当膨胀曲线水平时，切点d对应的时间即为此温度转变结束时间。以温度为纵坐标，时间为横坐标，将相转变开始点和结束点分别连成曲线，绘制出动态TTT曲线。82B等温相变转变时间见表3。

表3相变转变时间

由此测量方法测得的动态TTT曲线更接近生产实际，进而能有效优化生产控冷组织控制，有效改善产品质量。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。