低碳钢淬火等温碳配分中粒状贝氏体组织演变及性能

发布时间：2019-11-22 21:57

【摘要】：利用彩色金相、扫描电镜及拉伸实验等方法,研究了IQPB热处理工艺下低碳硅锰钢在450℃时不同等温时间淬火碳配分工艺对其组织及力学性能影响。结果表明,经不同时间等温碳配分工艺处理,实验钢显微组织基本由粒状贝氏体及粒状组织构成。当配分时间在200~600s时,晶界边缘大块状M/A岛数量逐渐减少,但细小颗粒状M/A岛数量逐渐增多并趋于有序化排列,导致抗拉强度升高,伸长率降低。随碳配分时间延长,细小颗粒状M/A岛又趋于弥散化排列,并且当碳配分时间大于1 200s时出现无碳化物板条贝氏体,其贝氏体板条间的薄膜状残余奥氏体更加稳定,同时受弥散排列的细小颗粒状M/A岛影响,伸长率得到提高,抗拉强度减少。
【图文】：

形貌,热处理工艺

５０℃保温３００ｓ，使之完全奥氏体化，然后采用盐浴淬火的方法使试样快速冷却到Ｂｓ～Ｂｆ之间的温度４５０℃进行不同时间的碳配分（ｔ＝２００、３００、６００、１２００、１８００ｓ）然后水淬至室温，具体的热处理工艺如图１所示，其中θＩ＝７８０℃，θＡ＝９５０℃，θＰＢ＝４５０℃。采用彩色金相技术对６００ｓ下组织中的Ｍ／Ａ岛进行辨别，利用Ｉｍａｇｅ－ＰｒｏＰｌｕｓ软件测得不同工艺下不同Ｍ／Ａ岛形貌的体积分数。图１Ｉ＆Ｑ＆ＰＢ热处理工艺图Ｆｉｇ．１ＤｉａｇｒａｍｏｆＩ＆Ｑ＆ＰＢｈｅａｔｔｒｅａｔｍｅｎｔｐｒｏｃｅｓｓ在热处理后的试样上用线切割机切取１０ｍｍ×１０ｍｍ试样，采用ＸＱ－２型金相试样镶嵌机对试样进行镶嵌。试样经５道次研磨、抛光后，用体积分数为４％的硝酸酒精溶液腐蚀，同时采取了一种为体积比为７∶３的２％（质量分数）焦亚硫酸钠水溶液＋４％（质量分数）味酸甲醇溶液进行静置染色腐蚀，染色时间４ｍｉｎ，用ＡＸＩＯＶＥＲＴ－２００ＭＡ蔡司金相显微镜以及Ｓ－４８００扫描电镜（ＳＥＭ）进行组织观察及分析。利用ＩＮＳＴＲＯＮ５９６９型电子万能实验机进行拉伸实验，室温拉伸按照国标ＧＢ／Ｔ２２８—２００２进行。２实验结果与分析２．１Ｍ／Ａ岛的辨别及粒状组织与粒状贝氏体的形成机理图２（ａ）为碳配分时间为６００ｓ时用体积分数为４％的硝酸酒精腐蚀的显微组织，如图所示，组织由粒状组织（ＧＳ）和粒状贝氏体（ＧＢ）组成。为更加清晰地辨别二者形貌，选取了如图２（ｂ）所示的局部

显微组织形貌,配分,硝酸,酒精

，用体积分数为４％的硝酸酒精溶液腐蚀，同时采取了一种为体积比为７∶３的２％（质量分数）焦亚硫酸钠水溶液＋４％（质量分数）味酸甲醇溶液进行静置染色腐蚀，染色时间４ｍｉｎ，用ＡＸＩＯＶＥＲＴ－２００ＭＡ蔡司金相显微镜以及Ｓ－４８００扫描电镜（ＳＥＭ）进行组织观察及分析。利用ＩＮＳＴＲＯＮ５９６９型电子万能实验机进行拉伸实验，室温拉伸按照国标ＧＢ／Ｔ２２８—２００２进行。２实验结果与分析２．１Ｍ／Ａ岛的辨别及粒状组织与粒状贝氏体的形成机理图２（ａ）为碳配分时间为６００ｓ时用体积分数为４％的硝酸酒精腐蚀的显微组织，如图所示，组织由粒状组织（ＧＳ）和粒状贝氏体（ＧＢ）组成。为更加清晰地辨别二者形貌，，选取了如图２（ｂ）所示的局部放大图，如图所示，形成于较高温度的粒状组织中块状铁素体上的Ｍ／Ａ岛无取向且弥散分布，Ｍ／Ａ岛尺寸大小不等且不规则；粒状贝氏体中的Ｍ／Ａ岛取向沿板条铁素体的长度方向。为了区分组织中体积较大的Ｍ／Ａ岛，采取了彩色金相组织，腐蚀后的效果见图２（ｃ）所示，Ｍ／Ａ岛呈白亮色分布在深色铁素体基体上。（ａ）硝酸酒精腐蚀形貌；（ｂ）局部放大图；（ｃ）染色腐蚀形貌（４ｍｉｎ）。图２碳配分时间为６００ｓ时试样的显微组织形貌Ｆｉｇ．２Ｍｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓｏｆｔｅｓｔｓｔｅｅｌｗｉｔｈ６００ｓｏｆＣｐａｒｔｉｔｉｏｎｉｎｇｔｉｍｅ·４２１·

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