直接Q&P處理超高強鋼的組織與力學性能
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為保護環境,節約能源和原材料,發展超高強鋼,減輕器械重量,降低鋼產量是實現鋼鐵工業可持續發展的重要途徑。超高強度鋼除要求有相當高的強度外,還要求有一定的塑性和韌性,以滿足使用的安…
為保護環境,節約能源和原材料,發展超高強鋼,減輕器械重量,降低鋼產量是實現鋼鐵工業可持續發展的重要途徑。超高強度鋼除要求有相當高的強度外,還要求有一定的塑性和韌性,以滿足使用的安全性。傳統超高強鋼主要是采用淬火+回火的調質處理工藝獲得回火馬氏體組織,該工藝生產周期長,能耗高,對塑韌性的改善不甚理想。在超高強鋼中,殘留奧氏體能夠改善鋼的塑性和韌性,為獲得一定量的殘留奧氏體,可采用QP工藝,通過添加Si元素抑制滲碳體的析出,在配分過程中完成碳原子由馬氏體向未轉變奧氏體的擴散,穩定奧氏體至室溫,從而獲得馬氏體和殘留奧氏體的混合組織。相比淬火+回火,QP工藝降低了淬火應力,不易形成微裂紋,也有利于塑韌性的改善。
采用直接淬火到馬氏體區進行QP處理的一體化工藝,不但有效利用軋后余熱,提高了生產效率,而且保留了軋制變形的硬化組織,增加相變形核點,使得組織細化,技術人員通過研究等溫配分時間對超高強鋼組織和力學性能變化規律的影響機理,探索了最佳工藝參數。結論如下:
(1)在260℃等溫配分,隨配分時間延長,抗拉強度呈下降趨勢,屈服強度上升、伸長率和沖擊功不斷增加。等溫60min的綜合力學性能優異,抗拉強度1546MPa、伸長率15.3%,-20℃沖擊功為27.5J;
(2)等溫配分組織包括初生馬氏體、新生馬氏體和殘留奧氏體,在等溫過程中還有碳化物析出和等溫馬氏體形成。等溫前期,碳由馬氏體向奧氏體擴散處于主導地位,殘留奧氏體體積分數快速增加;等溫后期,碳化物不斷析出消耗碳原子,導致擴散到奧氏體中的碳原子變少,殘留奧氏體體積分數增加緩慢;
(3)析出相粒子在等溫過程中沒有明顯長大,尺寸小于15mm。大量析出相粒子和過渡性碳化物釘扎位錯,起到了抵抗馬氏體軟化的作用,屈服強度明顯增加。
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