雙相鋼是在低合金高強(qiáng)度鋼發(fā)展過程中誕生的一種新型材料。目前，人們所說的雙相鋼是指由鐵素體和體積分?jǐn)?shù)＜20%的馬氏體組成的高強(qiáng)度鋼。由于雙相鋼具有屈服強(qiáng)度低、延展性能好的特點(diǎn)，其板材已經(jīng)大量應(yīng)用于汽車制造、航空等領(lǐng)域，但對非沖壓成型的雙相鋼的研究及其生產(chǎn)較少。在尋求高強(qiáng)度、高抗碰撞吸收能的礦用耐磨篩網(wǎng)材料以替代進(jìn)口用材料的過程中，實(shí)驗(yàn)選取含Si、Nb的低合金鋼，采用雙重淬火或臨界區(qū)淬火熱處理，獲得鐵素體+纖維狀或島狀馬氏體的雙相組織。經(jīng)初步工業(yè)實(shí)驗(yàn)證明，這種組織具有較好的強(qiáng)塑性配合，良好的冷加工成型性及耐磨和抗疲勞性能。本文對熱處理的低碳Si-Nb雙相鋼各種形貌的顯微組織的形成機(jī)制及其對性能的影響進(jìn)行了深入探討，并研究了用這種材料冷拔的鋼絲低溫回火前后性能變化規(guī)律。為持續(xù)提高礦用耐磨材料的質(zhì)量尋求最佳熱處理工藝。

　　實(shí)驗(yàn)的雙相鋼采用低碳Si-Nb系，即在低碳(＜0.1%C)基礎(chǔ)上增加Si含量并加入微量Nb元素(＜0.06%Nb)。含碳量較低是為了獲得良好的延展性和韌性。Si是對雙相鋼綜合性能影響較大的元素，可以提高A3線的斜率，加寬雙相區(qū)熱處理的溫度范圍，并可保證雙相鋼性能的一致性和重現(xiàn)性；Nb可顯著細(xì)化雙相鋼的顯微組織，所形成的碳化物還有強(qiáng)化作用。鋼的化學(xué)成分(質(zhì)量分?jǐn)?shù)，%)為：0.06C，1.5Si，0.2Mn，0.007P，0.005S，0.02Nb，0.002Al，0.006N。

　　實(shí)驗(yàn)鋼經(jīng)電爐冶煉后澆注，熱軋成60mm×60mm方坯，再加熱軋成Φ8mm線材，首先取樣測定其相變點(diǎn)為：Ac1=750℃，Ac3=1050℃。再對Φ8mm線材進(jìn)行雙重淬火和臨界區(qū)淬火，具體熱處理制度見表1。將熱處理后的線材試樣置于連續(xù)拉絲機(jī)上進(jìn)行多道次冷拔成鋼絲。對3#試樣Φ5mm鋼絲放置一段時間后又進(jìn)行低溫回火熱處理。

　　表1 實(shí)驗(yàn)鋼雙相熱處理淬火工藝制度

　　低碳Si-Nb雙相鋼由于添加了微量合金元素Si、Nb，使(α+γ)兩相區(qū)加寬，經(jīng)雙重淬火和臨界區(qū)淬火，可在830～960℃獲得鐵素體加島狀馬氏體或纖維狀馬氏體兩種類型的雙相組織。在低碳Si-Nb雙相鋼中，無論是島狀馬氏體還是纖維狀馬氏體，其亞結(jié)構(gòu)均為孿晶和位錯共存，鋼的強(qiáng)塑性能都與VM有著線性關(guān)系。其中雙重淬火的纖維狀雙相組織具有更為優(yōu)越的強(qiáng)塑性配合。低碳Si-Nb雙相鋼線材可直接冷拔成不同規(guī)格鋼絲，拉拔面縮率小于80%時，雙重淬火鋼的冷拔性能高于臨界區(qū)淬火鋼。當(dāng)拉拔面縮率大于80%以上時，臨界區(qū)淬火鋼又比雙重淬火的鋼顯示出更高的加工硬化性能。臨界區(qū)淬火的雙相鋼冷拔鋼絲具有一定的時效性。采用300℃充分回火處理，可有效消除這種時效脆化性能，使鋼絲在保持一定強(qiáng)度的同時，塑性得到改善。