回火温度对含铜HSLA钢组织及力学性能的影响

发布时间：2021-03-07 19:47

　　对含铜HSLA钢进行了不同回火温度的热处理试验,并借助OM、SEM、硬度检测、拉伸试验、冲击试验等手段研究了回火温度对含铜HSLA钢组织和力学性能的影响。结果表明:随着回火温度的升高,含铜HSLA钢的基体组织中板条马氏体的板条结构逐渐消失,屈服强度和抗拉强度呈现先升高后下降的趋势,低温冲击韧性明显提高,韧脆转变温度降低,硬度在回火温度超过500℃后下降。 

【文章来源】：热加工工艺. 2020,49(24)北大核心

【文章页数】：4 页

【部分图文】：

热处理工艺曲线

采用金相显微镜观察腐蚀完的金相试样的不同位置，选取清晰且具有代表性的组织拍照，分别拍摄200、500、1000倍下的金相组织。采用扫描电镜观察金相的形貌，分别拍摄500、1000、2000倍下的组织形貌。图2为不同回火温度（450、500、550、600℃）下含铜HSLA钢的金相组织。可以观察到，在450、500℃下，含铜HSLA钢的基体组织均为板条状马氏体，此时的铁素体为多边形的铁素体。图中可以明显观察到马氏体板条。板条马氏体中有高密度的位错形成胞状亚结构，这些亚结构可以显著地提高强度，但在光学显微镜下不能观察到。当回火温度为550、600℃时，可以观察到，基体组织中的铁素体尺寸增加，可以明显观察到马氏体内部板条密度明显减少，板条之间的间隙变大。且随着回火温度升高，板条马氏体中原奥氏体晶界逐渐消失，此时由于位错密度减小，基体组织相比于板条马氏体，强度、硬度在一定程度上应该有所下降。含铜析出相的大小为纳米级，因为极其细小，在光学显微镜下不能观察到析出相。在550、600℃下可以观察到晶粒比较细小，存在许多晶界，板条状马氏体中也具有板条结构和大量的位错，这些位置存在很多晶体缺陷，能量较高，为含铜相的形核提供了外部条件。因此，在这些位置会析出大量的含铜析出相，且随着温度升高，析出相会逐渐向这些位置偏聚长大[4]。

回火温度达到500℃时，可以发现部分马氏体内部板条束数目减少。回火温度升高至550℃时，原奥氏体晶粒内部马氏体板条束逐渐消失，板条变得断断续续不再完整，板条束的宽度逐渐变大。可能是因为板条束的分解消失导致，也可能是随着温度升高而粗化。当回火温度升高至600℃后，大部分奥氏体晶界内马氏体板条束消失，且观察到部分M-A组织，即已有部分组织奥氏体化。此时马氏体中位错密度减少，基体组织硬度降低。由于显微放大倍数较低，不能估算出板条的宽度及板条之间的距离，但可以观察到板条宽度增加，多边形铁素体逐渐转变为更大的块状铁素体，块状铁素体之间晶界变少，且铁素体晶粒随着回火温度的升高而长大，为析出相提供形核位置的晶界数量明显减少。随着回火温度的升高，原奥氏体晶界、板条束界变得更模糊。可以通过显微形貌判断，在500～550℃回火温度下，含铜HSLA钢中的马氏体板条束消失，使基体组织发生变化，与析出相共同作用改变了含铜HSLA钢的力学性能。2.3 力学性能测试

【参考文献】：
期刊论文
[1]高强度低合金钢（HSLA）的研究进展[J]. 张中武.  中国材料进展. 2016(02)
[2]铜在钢中的作用综述[J]. 李娜.  辽宁科技大学学报. 2011(02)
[3]热处理参数对HSLA—100钢的组织与力学性能的影响[J]. 韦菁.  安徽冶金. 2002(04)
[4]时效硬化型舰船结构钢的研究动向与进展[J]. 王献钧.  材料开发与应用. 1994(03)

博士论文
[1]船体结构用HSLA100钢热处理工艺、组织及性能研究[D]. 严翔.武汉科技大学 2015

硕士论文
[1]含Cu沉淀强化钢的组织研究[D]. 吕先松.安徽工业大学 2016



本文编号：3069701