熱處理工藝對(duì)高強(qiáng)高韌低合金鋼組織和性能的影響.pdf

1、本研究以開發(fā)高強(qiáng)度、高韌性和良好焊接性的低合金鋼為目標(biāo),設(shè)計(jì)了2種不同的化學(xué)成分,ZG18MnCrMoRE和ZG18MnCrMoNiRE,3種不同的熱處理工藝,退火+調(diào)質(zhì)、正火+調(diào)質(zhì)和退火+正火+調(diào)質(zhì)。通過金相組織觀察、SEM掃描及能譜分析、拉伸試驗(yàn)和沖擊韌性試驗(yàn),研究了不同熱處理工藝對(duì)其組織和性能的影響規(guī)律,并對(duì)ZG18MnCrMoNiRE的焊接性進(jìn)行了研究。
　　 本研究表明：ZG18MnCrMoRE鑄態(tài)組織為細(xì)片狀珠光體、

2、針狀鐵素體和少量的塊狀鐵素體;經(jīng)退火+調(diào)質(zhì)、正火+調(diào)質(zhì)和退火+正火+調(diào)質(zhì)處理后的組織均為保持馬氏體位向的回火索氏體。ZG18MnCrMoNiRE的鑄態(tài)組織為大量的塊狀鐵素體、珠光體和少量針狀鐵素體;采用退火+調(diào)質(zhì)和正火+調(diào)質(zhì)處理后的組織為保持馬氏體位向的回火索氏體,晶粒內(nèi)部鐵素體呈具有一定方向性的板條狀;采用退火+正火+調(diào)質(zhì)處理后的組織為回火索氏體,晶粒內(nèi)部鐵素體呈等軸的多邊形狀。ZG18MnCrMoRE經(jīng)退火+正火+調(diào)質(zhì)處理后的抗拉強(qiáng)

3、度990MPa,屈服強(qiáng)度885MPa,沖擊功35.2J,伸長(zhǎng)率為12％,比經(jīng)退火+調(diào)質(zhì)與正火+調(diào)質(zhì)處理后的抗拉強(qiáng)度提高約100MPa,屈服強(qiáng)度提高約70MPa,沖擊功提高約12J,伸長(zhǎng)率提高約1%。ZG18MnCrMoNiRE經(jīng)退火+正火+調(diào)質(zhì)處理后的抗拉強(qiáng)度1035MPa,屈服強(qiáng)度885MPa,沖擊56J,伸長(zhǎng)率16.5%。比退火+調(diào)質(zhì)與正火+調(diào)質(zhì)處理后的抗拉強(qiáng)度提高約100MPa,屈服強(qiáng)度提高約70MPa,沖擊功提高約8.5J,伸長(zhǎng)

4、率提高約1.5%。能譜分析表明：采用0.2%稀土硅鐵和0.02%鈦微合金化對(duì)ZG18MnCrMoNiRE進(jìn)行復(fù)合變質(zhì)處理,變質(zhì)后韌窩中的夾雜物由原沿晶界分布的長(zhǎng)條狀的MnS-FeS二硫化物夾雜物,變?yōu)榈玫礁纳撇⑼耆呌谇蚧膱A形夾雜物,大大降低了條形夾雜物對(duì)韌性的影響,沖擊韌度提高了約30%,有效的提高了鋼的韌性。ZG18MnCrMoRE和ZG18MnCrMoNiRE經(jīng)退火+調(diào)質(zhì)、正火+調(diào)質(zhì)和退火+正火+調(diào)質(zhì)處理后均呈典型的韌性斷裂,斷

5、口中有大量的韌窩和少量的撕裂嶺,韌窩中心多有圓形夾雜物。對(duì)比不同熱處理工藝處理后的斷口形貌,退火+調(diào)質(zhì)和正火+調(diào)質(zhì)處理后的斷口中均有較多的粗大韌窩,且韌窩尺寸差距較大,分布不均:退火+正火+調(diào)質(zhì)處理后的斷口中韌窩不僅細(xì)小,且大小分布比較均勻。ZG18MnCrMoNiRE焊接熱影響區(qū)最高硬度試驗(yàn)和斜Y坡口焊接裂紋試驗(yàn)表明:采用φ1.2mm的MK·GHS90實(shí)心焊絲,焊接電流250A,焊接電壓34V,焊接速度350mm/min,Ar80%+