CN100495004C - 一种空冷状态下的金属相变特征数值的判定方法 - Google Patents
一种空冷状态下的金属相变特征数值的判定方法 Download PDFInfo
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Abstract
一种空冷状态下的金属相变特征数值的判定方法。属于冶金生产领域，用于空冷状态下的金属相变开始温度、结束温度、相变持续时间的判定，为控制冷却工艺制定提供依据。该方法将温降曲线进行数据处理得到不同时刻的瞬时冷却速率，绘制出相应的冷却瞬时速度-时间图。利用金属发生组织转变时相变潜热释放引起金属的冷却温度和冷却速度发生变化的特性，根据冷却速率曲线畸变特征点与实际工况下的金属相变开始和结束温度以及相变持续时间的相互对应关系，通过瞬时冷速-时间曲线进行相变开始和相变结束温度和持续时间的判定。优点是：准确反映空冷态金属相变特征值，简单易行、成本极低。
Description
技术领域：
一种空冷状态下的金属相变特征数值的判定方法，原理属于金相学，应用于冶金生产。
背景技术：
目前判定空冷状态的相变特征值都是根据热模拟机测定的CCT曲线，这种方法成本高，且在实际应用中存在一定的局限性。第一，CCT曲线所测得的数据是在特定的各种恒速冷却条件下得到的，而实际生产中金属的冷却是非恒定冷速过程。金属在高温区，冷却速度大。在低温区，冷却速度小。由于相变潜热释放的影响，实际冷却过程的温度变化更为复杂。第二，用于CCT曲线测定的试样化学成分是固定单一的，但在实际生产中，即便是生产同一钢种，不同炉的化学成分也存在一定波动，单—成分的CCT曲线无法适应成分波动的实际应用。第三，在施加的形变道次和形变程度方面，热模拟实验无法真正体现实际生产状况，所以，实际生产过程中的形变道次和形变程度等参数对相变的影响，CCT曲线不能完全反映出来。由于热模拟实验参数与现场实际参数的差异，造成实际工况下轧件的相变开始点、结束点及相变持续时间与动态CCT曲线中的特征值之间存在偏差。因此，CCT曲线判定实际相变特征值并不准确。
空冷状态下的金属相变特征数值的判定方法，可以克服上述缺点并可达到：
1.对实际生产中金属的相变开始温度和相变结束温度进行准确判定。
2.对实际生产中金属相变持续时间进行准确判定。
发明内容：
通过现场实测金属空冷过程的温度-时间曲线，如图1所示。金属在冷却过程中如果没有相变潜热的影响，金属通过辐射、对流、传导等方式散热，其冷却速度会随金属温度的降低而减缓，即随时间的延长逐渐降低，冷却时间越长，金属的冷速变化就越缓慢，冷速越接近于0，这种冷却速度的变化趋势可以用指数函数表达，用指数函数在瞬时冷却速率—时间曲线图上可以拟合这种趋势。金属在空冷过程中发生相变，相变潜热的释放将影响金属冷却速度，使实际冷却速度曲线偏离指数函数曲线。以40Cr φ 50圆钢为例，如图2所示，整个偏离区间就是金属对应的整个相变区。偏离区的开始点和结束点对应相变的开始和结束点。相变过程的开始和结束点确定后，结合图1所示的温度—时间曲线，可以精确的确定相变开始和相变结束温度和持续时间。
附图说明：
图1现场实测的空冷状态下不同规格圆钢的温降曲线
其中：1——40Cr φ 50圆钢空冷时的温降曲线
2——40Cr φ 45圆钢空冷时的温降曲线
3——40Cr φ 40圆钢空冷时的温降曲线
4——40Cr φ 34圆钢空冷时的温降曲线
5——40Cr φ 25圆钢空冷时的温降曲线
6——40Cr φ 20圆钢空冷时的温降曲线
图240Cr φ 50瞬时冷却速率-时间曲线及拟合的指数函数曲线
其中：7——指数函数曲线
8——瞬时冷速-时间关系曲线
图3对40Cr φ 50空冷过程中的相变特征值的判定结果
其中：9——φ50圆钢空冷过程温降曲线，相变前冷速1.17℃/S
10——相变开始点温度686℃
11——相变结束点温度为631℃
具体实施方式：
将现场实测的如图1中曲线1-6所示的金属冷却过程的温度-时间曲线转换成图2中7所示的冷却速率-时间曲线，然后将冷却速率-时间曲线中偏离指数函数规律的区域去除，并用指数函数曲线拟合成图2中的曲线8。将得到的指数函数曲线再重合到原来的冷却速率-时间曲线上，偏出指数函数曲线的点即相变开始点，偏入指数函数曲线的点即相变结束点，两点间间隔的时间即相变持续时间。通过得到的相变开始及结束时刻点，结合图3所示的温度-时间曲线即可判定出相应的相变开始温度和结束温度，如图3中10、11对应的位置点和相应温度。
Claims (2)
1.一种空冷状态下的金属相变特征数值的判定方法，其特征在于：所述方法包括下列步骤：
a.曲线转换：将金属空冷过程的温度-时间曲线转化为冷却速率-时间曲线；
b.曲线拟合：去除冷却速率-时间曲线中偏离指数函数曲线的区域的数据点，将剩余数据点用指数函数曲线拟合；
c.相变时刻的判定：将得到的指数函数曲线重合到原来的冷却速率-时间曲线中，并判定出偏离区域的开始点和结束点所对应的时刻，即相变开始点和结束点对应的时刻；
d.相变特征值的判定：在温度-时间曲线中找到相变开始点和结束点对应的时刻，进而判定出对应的相变开始温度、结束温度和相变持续时间。
2.如权利要求1所述的空冷状态下的金属相变特征数值的判定方法，其特征在于：温度-时间曲线绘制依据为10组实测温降数据的平均值。
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| 热变形过程中г-→а相变开始温度的预测. 许云波.东北大学学报（自然科学版），第26卷第1期. 2005 |
| 热变形过程中г-→а相变开始温度的预测. 许云波.东北大学学报(自然科学版)，第26卷第1期. 2005 * |
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