SellarsSellarsSellarsSellars第35卷第8期2014年8月材料热处理学报TＲANSACTIONSOFMATEＲIALSANDHEATTＲEATMENTVol．35No．8August201440CrNi2MoE钢奥氏体晶粒长大的数学模型徐文帅1，2，王春旭2，厉勇2，项金钟1，黄顺喆2，韩顺2(1.云南大学物理科学技术学院，云南昆明650091;2.钢铁研究总院特殊钢研究所，北京100081)摘要:利用金相实验方法，基于实验数据，应用Beck、Hillert、Sellars数学模型研究了40CrNi2MoE钢在加热温度850～1200℃和保温时间30～480min下的奥氏体晶粒长大规律。结果说明，随加热温度升高和保温时间延长，40CrNi2MoE钢奥氏体晶粒逐渐长大，当加热温度超过1050℃或保温时间超过120min时，试验钢奥氏体晶粒开始粗化。通过对Beck、Hillert和Sellars3种晶粒长大数学模型比照分析，Sellars模型对40CrNi2MoE钢的奥氏体晶粒尺寸预测具有较高的精度，其奥氏体晶粒长大模型方程为:当温度为850℃≤T≤1050℃时，D5.49=7.64×1021texp(－390081/(ＲT));当温度为1050℃≤T≤1200℃时，D8.13=8.04×1041texp(－771322/(ＲT))。关键词:40CrNi2MoE钢;奥氏体;晶粒长大;Sellars模型:TG142.41文献标志码:A:1009-6264(2021)08-0232-07Mathematicalmodelsofaustenitegraingrowthin40CrNi2MoEsteelXUWen-shuai1，2，WANGChun-xu2，LIYong2，XIANG激n-zhong1，HUANGShun-zhe2，HANShun2(1.SchoolofPhysicalScienceandTechnology，YunnanUniversity，Kunming650091，China;2.InstituteofSpecialSteels，CentralIron＆SteelＲesearchInstitute，Bei激ng100081，China)Abstract:Thegrowthlawofaustenitegrainin40CrNi2MoEsteelatvariousheatingtemperatures(850-1200℃)andholdingtime(30-480min)wasinvestigatedonthebasisofexperimentaldataandBeck，HillertandSellarsmathematicalmodelsbymetallographictechnique．Theresultsshowthattheprior-austenitegrainsizeof40CrNi2MoEsteelincreaseswithincreasingheatingtemperatureandholdingtime，andtheaustenitegrainofteststeelsbeginstocoarsenwhentheheatingtemperatureisover1050℃orholdingtimeisover120min．BycomparativeanalysisoftheBeck，HillertandSellarsmodels，itcanbeconcludedthatSellarsmodelhashighaccuracytopredicttheaustenitegrainsizeof40CrNi2MoEsteel，andthemodelequationofaustenitegraingrowthcanbedescribed:D5.49=7.64×1021texp(－390081/(ＲT))，(during850℃≤T≤1050℃);D8.13=8.04×1041texp(－771322/(ＲT))，(during1050℃≤T≤1200℃)．Keywords:40CrNi2MoEsteel;austenite;graingrowth;sellarsmodel热加工过程中钢再结晶后的细晶粒为亚稳态，在高温下将迅速粗化，并且在后续的热加工环节里，工件内部的晶粒会进一步长大，而粗大的晶粒对产品最终的强度、断裂韧性和韧脆转变温度均有不利影响［1］，国内外学者对不同钢种的晶粒长大现象进行大量研究，建立了不同的长大模型［2-10］。40CrNi2MoE钢是一种典型的低合金超高强度钢，广泛应用在航空、航天领域［11］。目前，研究学者研究了40CrNi2MoE钢的马氏体相变行为、夹杂物特征参数对其力学性能的影响以及热处理工艺对性能的影响规律［12-14］，然而，对40CrNi2MoE钢在热处理过程中收稿日期:2021-12-07;修订日期:2021-06-10作者简介:徐文帅(1986—)，男，从事超高强度钢组织性能与工艺研究，E-mail:wenshuaixu@163．com。通讯作者:厉勇(1980—)，高工，从事超高强度钢组织性能与工艺研究，发表论文20篇，:010-62182546，E-mail:liysea@163．com。的奥氏体晶粒长大规律的研究还鲜见报道。本文结合实验结果和数值模拟，在3种数学模型的根底上，对40CrNi2MoE钢在不同加热条件下的奥氏体晶粒长大行为进行研究，为该钢热加工工艺的制定提供理论指导。1实验材料及方法实验用40CrNi2MoE钢的化学成分为(质量分数，%):0.38C，0.78Mn，0.25Si，0.85Cr、1.80Ni，0.25Mo，其余为Fe。线切割制备金相试样，尺寸为15mm×15mm×20mm，将试样在850～1200℃下等温加热，保温30～480min后油淬，以保存高温组织，将试样磨平、抛光后用过饱和苦味酸水溶液进行腐蚀，...