Si对低碳贝氏体钢组织与性能的影响

900 800 呈700 600 300 200 冷却温度 fC‘S 图5 冷却速度对双相钢力学性能的影响 Fig．5 The influence of cooling rate on mechanical properties of the dual—phase microalloyed steel 3 结论 (1)利用在 C．Mn钢中加人微量的合金元素，通过 一 定的工艺可在空冷条件下得到贝氏 珠光体双相 微合金钢，其基体为贝氏体组织，所 占体积分数达 70％ 一90％，在贝氏体板条间分布着大小不一的呈等 轴状的珠光体块。 (2)在贝氏体铁素体内及晶界和位错线上沉淀析 出颗粒形的第二相，通过电子衍射证明其为V、Ti的碳 化物。 (3)随冷却速度的增大，双相钢中贝氏体的体积 分数增大，而珠光体则降低，同时贝氏体铁素体晶粒得 到细化。 (4)双相钢在堆冷时抗拉强度可达 850MPa，室温 冲击功为47J。其强度随锻后冷却速度的增大而提 高，当冷却速度从 30~C／min提高到 150~C／min时，其 抗拉强度约提高79MPa，同时钢的韧性略有下降。 参考文献： [1] 雍歧龙，马鸣图，吴宝榕．微合金钢一物理和力学冶金 [M]．北京：机械工业出版社 ，1989． [2] Jahazi M，Eghbali B．The influence of hot forsing conditions on microstructure an d mechanical properties of two microal— loyed steels[J]．Materials Processing Technology，2001，113 (1—3)：594-598． [3] Soto R，Saikaly W，etc．Statistical and theoretical analysis of precipitates in dual—phase steels mieroalloyed tll titanium and their effect on mechanical properties[J]．Aeta mater．， 1999，47(12)：3475-3481． [4] Rodringues P C M，Pereloma E V，Santos D B．Mechanical 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were studied ． The results show that with the increase of silicon content ，the temper brittleness temperature increases，vallev value of toughness cur、， decreases and M／A island becomes finer ． Furthermore，when Si content is witl1in 0．7％ 1．4％ ．the steels have a good combination of strength and toughness after tempering at 580℃ ．However ．when Si content is too high (e．g．，1．7％)，the toughness can not be improved prominently after high．temperature．tempering． Key words：gran ular bainite；tempering brittleness；Si：air．cooling · ：哩 全 要从 奥氏 黧 2 的 00 5 11 -28 泊 m一 ：d = l~ J 茬 收稿日期： ． { 厘相 ，仪 俐仕／T、热她 维普资讯 http://www.cqvip.com 理或少热处理条件下达到高强高韧性。si在钢中强 烈阻止碳化物的析出，提高回火抗力 I6 。本文主要 研究 si对低碳 Si．Mn．Cr-Mo贝氏体钢的回火性能与组 织的影响规律。 1 试验材料及方法 在真空熔炼炉中冶炼 4种含硅量不同的 0．15％ c．Si．Mn．Cr．Mo系贝氏体钢，其中si含量的质量百分 数依次为0．39、0．84、1．46、1．70，分别记作 5号钢、7 号钢、9号钢和 10号钢，其余元素含量相同。试样在 900％保温 10min后空冷到室温。在 220~C～640~C每 间隔60℃选择一个温度进行回火，保温2h。 拉伸性能采用 ~,Smm短试样；冲击性能采用 标准夏氏 U型冲击试样；使用 CMS-950扫描电子显微 镜观察显微组织。 2 试验结果及讨论 2．1 Si对低碳Si·bin．Cr·Mo贝氏体钢力学性能的影响 4种不同si含量钢的冲击功随回火温度的变化曲 线示于图 1中。可见，随着 si含量的提高，回火脆性 (曲线谷值)出现的温度逐步提高，4种钢的低温回火 脆性温度区间均与其高温回火脆性温度区间连接在一 起，冲击力的峰值出现的温度逐渐升高，而韧性谷值下 降，当si含量达到 1．7％时，谷值为 60J。中低温回火 阶段，随着温度升高，钢的冲击功逐渐升高。从图1可 1 1 1 1 2 竺 ∞ tempering temperaruref~ 知，5号钢在 220℃回火时冲击功出现最大值 150J。 在高温回火阶段5号、7号、9号试验用钢的冲击功随 回火温度急剧提高，但含si量(1．7％)较高的10号钢 在580~C回火后的冲击功仅为90J，表明si增加到一定 含量(1．7％)后，高温回火后不能恢复到高的冲击功， 甚至650~C高温回火条件下，冲击功仍低于其未回火 试样的冲击功。 tempering temperarure／"C 图 1 5号、7号、9号、1O号冲击功随回火温度的变化 Fig．1 Impact energy of tested steels tempered at different tempe ratures 图2为 4种试验钢的抗拉强度(tensile strensth) 和屈服强度(yield strength)随回火温度变化的曲线。 未回火状态下，随着 si含量的升高，抗拉强度升高，由 5号钢(0．34％Si)的 1135MPa提高到 10号钢(1．70％ Si)的 1255MPa。随着回火温度的增加，抗拉强度逐渐 降低，当回火温度高于520~C后，抗拉强度急剧下降， 乏 昌 C c。 乏 ≥ 昌 岳 tO tempering temperaruref~ tempering temperarure代 图2 4种试验钢抗拉强度和屈服强度随回火温度的变化 (a)5号钢 (b)7号钢 (c)9号钢 (d)10号钢 Fig．2 Strength of the tested steels tempe red at different tempe ratures (a)No．5 steel (b)No．7 steel (c)No．9 steel (d)No．10 steel 《金属热处理》20o6年第 3l卷第 5期 5 黜{寻 咖舌}咖 咖髓 Bd 暑西ua彖 维普资讯 http://www.cqvip.com 这是由 ：碳在较高温度下扩散．碳化物聚集长凡c l0 号钢在220~C回火后达到所有试验钢抗拉强度的最高 值 l300MPa 在中低温回火阶段，4币{ 钢的抗拉强度 没有 著降低，这是I{==I r Si、Mo等合金元素抑止了碳 化物的析f”和球化 ． 4种钢的屈服强度变化曲线都是随着 火温度的 提高先升高， 300～400 回火H 达到最大值，随后 降低．．低 si含最的5号、7号钢在巾低温同火时，榭眼 强】堑升高幅度较小：商Si含量的9号 】O号钢，屈服强 度先升后降的趋势更为叫 sj含量在0 7％ ～1．4％，580 左右回火时．冲 击功>I70J，此时其抗拉强度 >8505~tPa，埔强l七相对 低温同火时明 升高，强忉性配台优良 2．2 Si对低碳 si—nn—Cr-Mo贝氏体钢组织的影响 几种试验钢贝氏体开始转变温度示于网3的 CCq’ 曲线中 在萁他元素禽量 ：变情况 r．随着si龠量的 增加．贝氏体开始转变温 度降低 当 禽量达到 l 4％后， 含量的进一步增lj JIl 冉使 Bs点降低，如 3所示，9号与】0号的贝氏体开始转变温度 相近． 图3 睡缍抟却mI钱r卜4种钢的贝 体J1：抬转变温度(Bs)曲线 Fig 3 Beginning transition t rqllperature of Iminit,r of fi：,ur~teels in CC⋯1 uI I_ 金相观察表明，在lJj氏体转变区间内．4种试验钢 空冷到室黼郝得到全部粒状贝氏体组织。但是，si含 量较高的锕由于其贝氏体转变温度较低，所获粒状叽 氏体组织中的 M／A小岛更为细小些 7号钢和5号 钢在0．33 ／s冷速下的室温组织如罔4所示 ．可见， 含si量较高的7号钢其粒状Ⅱ{氏体组织中的 M／A岛 明屁比5号钢的细小一些 3 结论 (1)随 含最的提高，同火脆性(曲线谷值)出现 6 罔4 验锕在冷建为0 33℃／s时婀室温组织 (H】5号钢 l h)7 钢 ¨目4 Mienmtn Jetm~ 0f the tested steels cnCded al(ot~ling rate of 0．33 ／'s 1 a】 5 sleel c b) 0 7 【 J 的温度逐步提高．峰值呈下降趋势 (2)Si含量达到 【_7％后，其高温回火韧性仍较 低、l0号锕640％回火时冲击功仅为80J、甚至低于其 未同火时的冲击功(100d) (3)当Si含量在 0．7话 一1．4％时，580 同火，抗 拉强度>850~3_Pa，冲击功 >160J，强韧性配台优良。 (4 试验钢在300r℃一400屯同火时，屈服强度达 到峰f ，随 含量的增加，峰值冉现的温度提高，si含 量>1．4％后．峰值出现的温度提高到400％左右 裱 服强度先升后降趋势随 含量增加而更明显： (5)随着si含量的增加，si使CCT曲线的中温转 变温度降低，减小M／A岛尺寸 当sj含量达到 1．4％ 后．Bs点不再降低 参考文献 ： ¨ 章守f#合盒钢【M]，北京 冶金工业出版社，1981 25— 26． 2 j Bhadeshia H K 1t，Ednmsnds n V Bainire in silicon steels： 日n eomp~ilion—pl'olmrty approach J Part I Metal 、I-i。I983，】7(3)：41l_419 f 3] Horn H M，Rilchie R()blechanistrt~of Tvmpered Mariensite m1~riltlemet in L0“．&lloy Steels[J．．Metall Tra丌s．．1976． 9Af 8)：1039-1053． I4l 张明壁，王 军．康洙狂．硅 低磷合金钢中作用的研究 (1)——硅对过冷奥凡体转变动力学的影响 J，金属 燕处理，1992．17(8)：3-7 5 搬[If】里 王 军．康抹狂．硅在低磷台金钢中作用的研究 (Ⅱ)——硅对低碳 氏悻铜组织和性能的影响‘J J金 属热处理，1992．17(9)：7-12 6： 张喁 ，康沫狂 硅对低璇贝瓯体钢组织币" 能的影响 J 金属学报．1 993，29(1)：46一A10． 5th International Conference and European Conference on Heat Treatment 2007 Quenching and Control of Distortion(25-27 Ap ril 2007 Berlin Germany) Call for papers，the Current information under： 《金属热处~ 2006年第3l卷第5期 维普资讯 http://www.cqvip.com