对于中碳钢,近年来生产者致力于降低成本、增加利润和全球性的环境保护,而消费者又不断要求质量更高的产品,例如:在深加工前要求通过球化退火获得球化渗碳体组织的冷墩钢,是否可以通过控制轧制和控制冷却技术使过冷奥氏体发生异常分解获得退化珠光体或球状渗碳体,是值得深入探讨的问题。课题的目的是确定试验钢在轧制变形过程中的组织演变规律和在热变形过程中碳化物相直接球化的机理。根据轧制生产工艺参数对组织转变的影响规律,找到适合于在线生产的工艺参数,从而为实际生产提供科学、可靠的理论依据。通过热模拟实验研究了中碳钢的组织演变过程。采用金相显微镜、扫描电镜观察试验钢的显微组织,结果表明:中碳钢可以通过形变获得形变诱导铁素体。形变诱导铁素体可在稍高于Ar3发生,随着形变温度的降低和应变量的变大,铁素体晶粒尺寸减小,体积分数增加,碳化物的球化效果变好。通过研究发现在形变温度为700℃时,当真应变等于大于0.9时就能得到与保温10min时相当的细小均匀的铁素体和球化的渗碳体。从热力学上看,球状是一种比片层状更稳定的状态,即可以使渗碳体不经历亚稳态而直接以球状析出。从动力学上看,碳高度富集到细小的铁素体晶界和未转变的奥氏体界面上,破坏了片层状珠光体中铁素体和渗碳体的固定取向关系,从而可以得到退化的珠光体组织。这种退化的珠光体组织不仅具有重要的理论意义,同时还具有重要的工业应用前景。按照传统轧制工艺生产的中碳钢,微观组织中的珠光体呈片层状,因而在冷成形前需要进行耗时、耗能的球化退火处理,其周期约为12～24h。因此,对于中碳钢,通过形变改变了过冷奥氏体的转变方式,有利于渗碳体的球化,则可大幅度地缩短球化退火时间甚至省略球化退火处理。