2024年4月10日发(作者：秋沛儿)
Q460C钢的连续冷却转变曲线
成慧梅;孙胜英;靳芳芳;程迪
【摘 要】Transformation of austenite and morphology of its product in the
continuous cooling process of Q460C steel were investigated in order to
provide references for industrial the continuous cooling
transformation curve (CCT curve) and the morphology at different cooling
rate which indicated that massive morphology of ferrite and pearlite could
be easily formed when the cooling rate was relatively low,the
bainite,whose formation temperature was about 450-600 C,appeared when
the cooling rate was greater than 3 C/s,and it existed in the pattem of
acicular martensitic transformation point was about 350 C,when
the cooling rate was greater than 15 C/s.%研究了Q460C钢连续冷却过程中
奥氏体转变过程以及转变产物的组织变化,为制定生产工艺提供参考依据.由Q460C
钢的连续冷却转变曲线(CCT图)和不同冷却速率的显微组织可知,当冷却速率较低
时,形成粗大的块状铁素体和珠光体;当冷却速率大于3℃/s时出现贝氏体,形态似针
状铁素体,其形成温度在450～600℃;当冷却速率大于15℃/s时,发生马氏体转变,
马氏体的转变点约为350℃.
【期刊名称】《理化检验-物理分册》
【年(卷),期】2013(049)007
【总页数】4页(P429-431,437)
【关键词】Q460C钢;连续冷却转变曲线;冷却速率;显微组织
【作 者】成慧梅;孙胜英;靳芳芳;程迪
【作者单位】河北钢铁集团邯钢分公司技术中心,邯郸056015;河北钢铁集团邯钢
分公司技术中心,邯郸056015;河北钢铁集团邯钢分公司技术中心,邯郸056015;河
北钢铁集团邯钢分公司技术中心,邯郸056015
【正文语种】中 文
【中图分类】TG151.2
Q460C低合金高强钢因具有较高的强度及良好的强韧性能匹配等优点，作为重要
的结构件材料，广泛应用于工程机械、煤矿机械中，主要用于制造煤矿液压支架和
刮板输送机。其中，Q460C钢加微合金元素钛，并对钢进行控轧控冷，可有效改
善钢材的组织性能。已有文献报道了Q460C钢连续冷却转变曲线（CCT图）的研
究，笔者着重介绍含微合金元素钛的Q460C钢的连续冷却转变曲线的特点，并观
察了不同冷却速率下转变产物的显微组织变化规律。
1 试样制备与试验方法
试验材料是河北钢铁集团邯钢分公司生产的Q460C钢板，厚度20mm，其化学
成分见表1。从钢板上取样后车削加工φ6mm×12mm规格的试样，试验膨胀曲
线在Gleeble-3500热／力模拟试验机上测定，在真空状态下，试样以2.5℃／s
的速度加热至1 200℃，保温30s，以5℃／s的速度冷却到1 100℃，保温30s，
变形量60%，应变速率为10-1，模拟第一轧程变形；以10℃／s的速度冷却到
840℃，保温30s，变形量50%，应变速率为10-1，模拟第二节轧程变形；然后
分别以1，3，8，10，12，15，18，20，25，30，50℃／s的速率冷却至室温。
在BRILLANT 220小型精密切割机上对试样中间进行切割，同侧保留热电偶丝的
两个焊点，通过镶嵌，依次经粗、细砂纸研磨后抛光，最后用体积分数为4%的硝
酸酒精溶液侵蚀金相试样表面，在LEICA Q550MW图像分析仪下进行组织观察
［1］。
表1 Q460C钢板的化学成分（质量分数）Tab.1 Chemical compositions of
Q460Csteel plate（mass） %0.19 0.37 1.51 0.018 0.002 0.027 0.082 GB／T
1591-2008标准值 ≤0.20 ≤0.60 ≤1.80 ≤0.030 ≤0.030 ≥0.015 ≤0.20 C Si Mn
P S Al Ti实测值条件
2 试验结果
2.1 Q460C过冷奥氏体转变产物的分析
图1为Q460C钢原始状态及不同冷却速率下得到的转变产物和显微组织。可见
Q460C钢几乎在每种冷却速率下都有铁素体（F）析出，只是铁素体形态随冷却
速率不同会发生变化，当冷却速率较慢时，其形态以块状为主；冷却速率加快时，
铁素体组织细化并且出现针状形态。当冷却速率非常快时，则以游离铁素体存在。
珠光体（P）的转变大约在冷却速率低于12℃／s时发生，随着冷却速率的增加，
珠光体组织由较粗形态的珠光体过渡为较细的索氏体和屈氏体，并且数量减少。而
贝氏体（B）转变的冷却速率范围非常宽，在冷却速率为3℃／s时，就出现少量
贝氏体，其形态似针状铁素体，冷却速率加大其针状组织变细，而且在速率很快时，
以马氏体（M）为主的显微组织里也会有少量贝氏体存在。在冷却速率大于15℃
／s时，发生马氏体转变，其形貌主要是板条马氏体。
2.2 CCT图的绘制
结合显微组织，根据降温膨胀曲线上的切点或极点确定出不同冷却速率试样的相变
点，如表2所示。
表2 不同冷却速率下的相变温度Tab.2 Transformation temperatures of
different cooling velocity冷却速度／℃·s-1 A→FsA→PsA→BsA→Ms 显微组织
1 823 723 - - F＋P 3 800 715 616 - F＋P＋B（少量）8 768 708 610 - F＋P＋B
10 758 615 594 - F＋P（少量）＋B 12 752 - 577 - F＋B 15 735 - 565 350 F＋
B＋M 18 720 - 548 355 F＋B＋M 20 710 - 530 341 F＋B＋M 25 690 - 490
340 F＋B＋ M 30 671 - 455 350 F＋B＋ M 50 620 - - 305 F＋M
在温度-时间半对数坐标上描出相变点，并用光滑曲线将物理意义相同的点连接起
来，即可得到如图2所示的CCT图［1-4］，图2中冷却曲线旁的数字为冷却速
率。
由表2可以看出，当冷却速率大于10℃／s时，珠光体转变终止；当冷却速率大
于3℃／s时出现贝氏体，其形成温度在450～600℃；当冷却速率大于15℃／s
时，发生马氏体转变，马氏体的转变点约为350℃。
由图2可以看出，当Q460C钢奥氏体以不同冷速连续冷却时，有先共析铁素体的
析出（A→F）和珠光体的转变（A→P）、贝氏体的转变（A→B）以及马氏体的转
变（A→M）。当冷却速率很低时，转变产物为铁素体和珠光体；当冷却速率为3℃
／s时，开始出现贝氏体，组织主要是铁素体、珠光体和贝氏体；当冷却速率为
12℃／s时，珠光体基本消失，转变产物为铁素体和贝氏体；当冷却速率大于15℃
／s时，有马氏体转变发生，主要产物为马氏体和少量游离铁素体。
由于Q460C钢添加了微合金元素钛，能延缓再结晶，细化奥氏体颗粒，有利于奥
氏体的分解，降低了奥氏体的稳定性，微合金元素钛的添加有利于铁素体和贝氏体
的析出［5］，扩展了贝氏体区域，但对珠光体相变有一定的抑制作用，使珠光体
的形成区域缩小，如图2所示。
3 结论
（1）用膨胀法结合金相检验测得了Q460C钢的连续冷却转变曲线（CCT图）。
（2）当冷却速率较低时，会形成粗大的块状铁素体和珠光体，当冷却速率大于3℃
／s时，会出现贝氏体，形状似针状铁素体，其形成温度在450～600℃；当冷却
速率大于15℃／s时，会发生马氏体转变，马氏体的转变点约为350℃。
参考文献：
［1］ 林武，张希旺，赵延阔，等.Q345钢奥氏体连续冷却转变曲线（CCT 图）
［J］.材料科学与工程，2009，17（3）：247-250.
［2］ 李红英，耿进锋，龚美涛，等.65Mn钢奥氏体连续冷却转变曲线（CCT图）
［J］.材料科学与工艺，2005，13（3）：302-304.
［3］ 颜飞，余驰斌，胡敏，等.Q345E钢冷却过程中的相变的研究［J］.钢铁研
究，2005（1）：5-7.
［4］ 李红英，丁常伟，张希旺，等.16MnR钢奥氏体连续冷却转变曲线（CCT图）
［J］.材料科学与工程学报，2007，25（5）：727-730.
［5］ GUPTA C，DEYGK，CHAKRAVARTTY JK.A study of bainite
transfirmation in a new CrMoV steel under continuous cooling conditions
［J］.Scripta Materialia，2005，53：559-564.
2024年4月10日发(作者：秋沛儿)
Q460C钢的连续冷却转变曲线
成慧梅;孙胜英;靳芳芳;程迪
【摘 要】Transformation of austenite and morphology of its product in the
continuous cooling process of Q460C steel were investigated in order to
provide references for industrial the continuous cooling
transformation curve (CCT curve) and the morphology at different cooling
rate which indicated that massive morphology of ferrite and pearlite could
be easily formed when the cooling rate was relatively low,the
bainite,whose formation temperature was about 450-600 C,appeared when
the cooling rate was greater than 3 C/s,and it existed in the pattem of
acicular martensitic transformation point was about 350 C,when
the cooling rate was greater than 15 C/s.%研究了Q460C钢连续冷却过程中
奥氏体转变过程以及转变产物的组织变化,为制定生产工艺提供参考依据.由Q460C
钢的连续冷却转变曲线(CCT图)和不同冷却速率的显微组织可知,当冷却速率较低
时,形成粗大的块状铁素体和珠光体;当冷却速率大于3℃/s时出现贝氏体,形态似针
状铁素体,其形成温度在450～600℃;当冷却速率大于15℃/s时,发生马氏体转变,
马氏体的转变点约为350℃.
【期刊名称】《理化检验-物理分册》
【年(卷),期】2013(049)007
【总页数】4页(P429-431,437)
【关键词】Q460C钢;连续冷却转变曲线;冷却速率;显微组织
【作 者】成慧梅;孙胜英;靳芳芳;程迪
【作者单位】河北钢铁集团邯钢分公司技术中心,邯郸056015;河北钢铁集团邯钢
分公司技术中心,邯郸056015;河北钢铁集团邯钢分公司技术中心,邯郸056015;河
北钢铁集团邯钢分公司技术中心,邯郸056015
【正文语种】中 文
【中图分类】TG151.2
Q460C低合金高强钢因具有较高的强度及良好的强韧性能匹配等优点，作为重要
的结构件材料，广泛应用于工程机械、煤矿机械中，主要用于制造煤矿液压支架和
刮板输送机。其中，Q460C钢加微合金元素钛，并对钢进行控轧控冷，可有效改
善钢材的组织性能。已有文献报道了Q460C钢连续冷却转变曲线（CCT图）的研
究，笔者着重介绍含微合金元素钛的Q460C钢的连续冷却转变曲线的特点，并观
察了不同冷却速率下转变产物的显微组织变化规律。
1 试样制备与试验方法
试验材料是河北钢铁集团邯钢分公司生产的Q460C钢板，厚度20mm，其化学
成分见表1。从钢板上取样后车削加工φ6mm×12mm规格的试样，试验膨胀曲
线在Gleeble-3500热／力模拟试验机上测定，在真空状态下，试样以2.5℃／s
的速度加热至1 200℃，保温30s，以5℃／s的速度冷却到1 100℃，保温30s，
变形量60%，应变速率为10-1，模拟第一轧程变形；以10℃／s的速度冷却到
840℃，保温30s，变形量50%，应变速率为10-1，模拟第二节轧程变形；然后
分别以1，3，8，10，12，15，18，20，25，30，50℃／s的速率冷却至室温。
在BRILLANT 220小型精密切割机上对试样中间进行切割，同侧保留热电偶丝的
两个焊点，通过镶嵌，依次经粗、细砂纸研磨后抛光，最后用体积分数为4%的硝
酸酒精溶液侵蚀金相试样表面，在LEICA Q550MW图像分析仪下进行组织观察
［1］。
表1 Q460C钢板的化学成分（质量分数）Tab.1 Chemical compositions of
Q460Csteel plate（mass） %0.19 0.37 1.51 0.018 0.002 0.027 0.082 GB／T
1591-2008标准值 ≤0.20 ≤0.60 ≤1.80 ≤0.030 ≤0.030 ≥0.015 ≤0.20 C Si Mn
P S Al Ti实测值条件
2 试验结果
2.1 Q460C过冷奥氏体转变产物的分析
图1为Q460C钢原始状态及不同冷却速率下得到的转变产物和显微组织。可见
Q460C钢几乎在每种冷却速率下都有铁素体（F）析出，只是铁素体形态随冷却
速率不同会发生变化，当冷却速率较慢时，其形态以块状为主；冷却速率加快时，
铁素体组织细化并且出现针状形态。当冷却速率非常快时，则以游离铁素体存在。
珠光体（P）的转变大约在冷却速率低于12℃／s时发生，随着冷却速率的增加，
珠光体组织由较粗形态的珠光体过渡为较细的索氏体和屈氏体，并且数量减少。而
贝氏体（B）转变的冷却速率范围非常宽，在冷却速率为3℃／s时，就出现少量
贝氏体，其形态似针状铁素体，冷却速率加大其针状组织变细，而且在速率很快时，
以马氏体（M）为主的显微组织里也会有少量贝氏体存在。在冷却速率大于15℃
／s时，发生马氏体转变，其形貌主要是板条马氏体。
2.2 CCT图的绘制
结合显微组织，根据降温膨胀曲线上的切点或极点确定出不同冷却速率试样的相变
点，如表2所示。
表2 不同冷却速率下的相变温度Tab.2 Transformation temperatures of
different cooling velocity冷却速度／℃·s-1 A→FsA→PsA→BsA→Ms 显微组织
1 823 723 - - F＋P 3 800 715 616 - F＋P＋B（少量）8 768 708 610 - F＋P＋B
10 758 615 594 - F＋P（少量）＋B 12 752 - 577 - F＋B 15 735 - 565 350 F＋
B＋M 18 720 - 548 355 F＋B＋M 20 710 - 530 341 F＋B＋M 25 690 - 490
340 F＋B＋ M 30 671 - 455 350 F＋B＋ M 50 620 - - 305 F＋M
在温度-时间半对数坐标上描出相变点，并用光滑曲线将物理意义相同的点连接起
来，即可得到如图2所示的CCT图［1-4］，图2中冷却曲线旁的数字为冷却速
率。
由表2可以看出，当冷却速率大于10℃／s时，珠光体转变终止；当冷却速率大
于3℃／s时出现贝氏体，其形成温度在450～600℃；当冷却速率大于15℃／s
时，发生马氏体转变，马氏体的转变点约为350℃。
由图2可以看出，当Q460C钢奥氏体以不同冷速连续冷却时，有先共析铁素体的
析出（A→F）和珠光体的转变（A→P）、贝氏体的转变（A→B）以及马氏体的转
变（A→M）。当冷却速率很低时，转变产物为铁素体和珠光体；当冷却速率为3℃
／s时，开始出现贝氏体，组织主要是铁素体、珠光体和贝氏体；当冷却速率为
12℃／s时，珠光体基本消失，转变产物为铁素体和贝氏体；当冷却速率大于15℃
／s时，有马氏体转变发生，主要产物为马氏体和少量游离铁素体。
由于Q460C钢添加了微合金元素钛，能延缓再结晶，细化奥氏体颗粒，有利于奥
氏体的分解，降低了奥氏体的稳定性，微合金元素钛的添加有利于铁素体和贝氏体
的析出［5］，扩展了贝氏体区域，但对珠光体相变有一定的抑制作用，使珠光体
的形成区域缩小，如图2所示。
3 结论
（1）用膨胀法结合金相检验测得了Q460C钢的连续冷却转变曲线（CCT图）。
（2）当冷却速率较低时，会形成粗大的块状铁素体和珠光体，当冷却速率大于3℃
／s时，会出现贝氏体，形状似针状铁素体，其形成温度在450～600℃；当冷却
速率大于15℃／s时，会发生马氏体转变，马氏体的转变点约为350℃。
参考文献：
［1］ 林武，张希旺，赵延阔，等.Q345钢奥氏体连续冷却转变曲线（CCT 图）
［J］.材料科学与工程，2009，17（3）：247-250.
［2］ 李红英，耿进锋，龚美涛，等.65Mn钢奥氏体连续冷却转变曲线（CCT图）
［J］.材料科学与工艺，2005，13（3）：302-304.
［3］ 颜飞，余驰斌，胡敏，等.Q345E钢冷却过程中的相变的研究［J］.钢铁研
究，2005（1）：5-7.
［4］ 李红英，丁常伟，张希旺，等.16MnR钢奥氏体连续冷却转变曲线（CCT图）
［J］.材料科学与工程学报，2007，25（5）：727-730.
［5］ GUPTA C，DEYGK，CHAKRAVARTTY JK.A study of bainite
transfirmation in a new CrMoV steel under continuous cooling conditions
［J］.Scripta Materialia，2005，53：559-564.