細(xì)化晶粒的熱處理方法主要是對(duì)方矩管鋼材進(jìn)行快速加熱和冷卻，以達(dá)到抑制晶核長(zhǎng)大的一種熱處理工藝。主要方法包括循環(huán)加熱淬火細(xì)化和形變熱處理細(xì)化技術(shù)兩種。
（一）形變熱處理
形變熱處理也是細(xì)化晶粒的一種有效熱處理方式，根據(jù)變形溫度的不同可分為高溫形變熱處理和低溫形變熱處理：
高溫形變熱處理是將方矩管鋼材加熱到稍高于AC3溫度后保持一段時(shí)間達(dá)到完全奧氏體化，然后在該溫度下以較大的變形量使奧氏體發(fā)生強(qiáng)烈變形，并保溫一段時(shí)間使奧氏體進(jìn)行起始再結(jié)晶，可通過(guò)控制高溫形變參數(shù)以獲得所需的形變后相變前的奧氏體組織，并在形變奧氏體晶粒尚未開(kāi)始長(zhǎng)大前淬火和回火，從而獲得細(xì)小的馬氏體組織。
低溫形變熱處理是將淬火后的方矩管鋼材加熱到相變點(diǎn)以下溫度時(shí)進(jìn)行大壓下量變形，然后加熱到AC3以上溫度進(jìn)行短時(shí)間保溫，奧氏體化后迅速淬火和回火。研究表明，對(duì)低、中碳鋼，將回火馬氏體經(jīng)80%壓縮變形后再奧氏體化，可得到尺寸為0.91μm的奧氏體晶粒，淬火后可獲得非常細(xì)小的馬氏體組織。
（二）循環(huán)加熱淬火
循環(huán)加熱淬火細(xì)化技術(shù)是指選擇快速加熱能夠形成奧氏體的最低溫度和最短保溫時(shí)間進(jìn)行反復(fù)加熱淬火來(lái)細(xì)化晶粒的方法。具體工藝是將方矩管鋼材由室溫加熱至稍高于AC3的溫度，在此溫度下短時(shí)間保溫進(jìn)行奧氏體化，然后快速淬火冷卻至室溫，再重復(fù)此過(guò)程。由于再結(jié)晶奧氏體晶粒細(xì)化作用以及快速加熱情況下鐵素體晶粒有轉(zhuǎn)變?yōu)槎鄠�(gè)奧氏體晶粒的傾向，使晶粒顯著細(xì)化，而且每循環(huán)1次，奧氏體晶粒就得到一定程度的細(xì)化，從而獲得細(xì)小的奧氏體晶粒組織。
研究表明，當(dāng)循環(huán)淬火2-3次可以使奧氏體晶粒細(xì)化到12級(jí)以上，一般循環(huán)3-4次地細(xì)化效果最佳，當(dāng)循環(huán)6-7次，其細(xì)化程度最大。循環(huán)加熱淬火細(xì)化晶粒技術(shù)的關(guān)鍵在于加熱和冷卻速度，要求加熱和冷卻速度快。如果不能實(shí)現(xiàn)急熱和急冷時(shí)，不能明顯細(xì)化晶粒，晶粒只能達(dá)到10μm，而且生產(chǎn)周期較長(zhǎng)，操作不方便，在方矩管實(shí)際工藝生產(chǎn)受限制較多。
兩種主要方法中，循環(huán)加熱淬火周期過(guò)長(zhǎng)，應(yīng)用難度高于形變熱處理。要達(dá)到同樣程度的細(xì)晶尺寸而言，形變熱處理顯得更容易些，因此也顯得更為主要。而其他的細(xì)化晶粒的熱處理方法還包括多次快速加熱冷卻、循環(huán)加熱正火等，但相對(duì)次要。 |
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