低合金鋼中快速回火過程第二相析出行為及組織性能研究.pdf

1、近年來，微合金化技術得到迅速的發(fā)展和廣泛應用，對于低合金鋼的性能要求越來越高，尤其是要求材料具有良好的的低溫韌性。目前提高鋼的性能已不能僅僅依賴于細化基體組織，而是盡可能綜合利用各種強韌化手段調控組織相變來實現。
　　本文通過建立快速回火過程第二相析出動力學模型，定量計算不同沉淀溫度下形核率的變化規(guī)律及沉淀析出PTT曲線，得到最快沉淀析出溫度，為制定合理的回火工藝提供理論基礎。然后立足鋼廠生產實際，選用某鋼鐵集團中厚板廠生產的低合

2、金鋼Q345D，利用Gleeble-3800熱模擬機進行快速加熱，完成淬火鋼的快速回火實驗，并與傳統(tǒng)回火工藝對比分析，著重研究快速回火過程組織演變、碳氮化物的析出行為，掌握析出物的形貌特征對材料低溫韌性的的影響規(guī)律，從而驗證析出模型的正確性。
　　試驗鋼Q345D先經1200oC高溫固溶處理后，在冰鹽水中淬火，然后分成兩組進行傳統(tǒng)回火和快速回火實驗。傳統(tǒng)回火是在高溫電阻爐中進行，分別在620oC、650oC、680oC回火，保溫6

3、0min后取出空冷處理?？焖倩鼗鹗窃?20oC、650oC、680oC溫度下分別保溫40s、80s和120s，然后空冷；最后在-40oC低溫環(huán)境下進行沖擊試驗，測得不同回火溫度下材料低溫韌性值的變化規(guī)律；綜合運用金相顯微鏡、掃描電鏡、透射電鏡等手段進行微觀組織與析出物形貌特征觀察，并測定析出物的化學成分。
　　結果表明：快速回火后的組織主要為貝氏體型鐵素體板條及少量等軸狀鐵素體，同時可以看到少量微細M/A島狀組織，當溫度升高時，板

4、條間出現部分長條狀薄膜奧氏體，穩(wěn)定性更高，有利于改善材料的韌性。利用掃描電鏡和透射電鏡可以看到基體上彌散分布著大量的碳氮化物顆粒，與傳統(tǒng)回火工藝對比，鐵素體板條更細化，析出物尺寸明顯更小，分布均勻。在620oC回火后納米碳氮化物顆粒尺寸更加細小，體積分數最大。隨著溫度的不斷升高，基體上的析出物數量減少，并發(fā)生長大粗化。對于-40oC的低溫沖擊韌性值，回火溫度相同時，低溫沖擊韌性值隨保溫時間延長呈現先降低后增大的趨勢；保溫時間相同時，沖擊