全国低台金钢、微台金非调质钢学术年会两相区淬火对５ＮｉＣｒＭｏ钢组织与性能的影响沈俊昶，杨才福，张永权（钢铁研究总院北京１０００８１）摘要ｔ研究了两相区淬火＋回火工艺（ｑｑ’Ｔ）对５ＮｔＣｒＭｏ钢力学性能的影响，采用光学显微镜和透射电镜详细观察了微观组织结构，分析了组织演变规律及其对性能的影响。研究结果表明，５ＮｉＣｒＭｏ钢ｑ。’Ｔ处理后届强比降低。低温韧性提高．井改善了回火稳定性．板条状的回火＝次马氏体＋铁素体的混台组织及回火过程中沿板条边界析出的逆转变奥氏体是试验钢获得嶷好性能的原因。关键词：热处理；强度；韧性；届强比；逆转变奥氏体ＴｈｅＥｆｆｅｃｔｏｆＩｎｔｅｒｃｒｉｔｉｃａｌＴｈａｔｍｅｎｔａｎｄＰｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆｏｎＴｈｅＳｔｒｕｃｔｕｒｅ５ＮｉＣｒＭｏＳｔｅｅＩＳｈｅｎＪｕｎｃｈａｎｇ．ＹａｎｇＣａｉｆｕ，ＺｈａｎｇＹｏｎｇｑｕａｎＣｅｎｔｒａｌＩｒｏｎａｎｄＳｔｅｅｌＲｅｓｅａｒｃｈＩｎｓｔｉｔｕｔｅ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１０００８１，ＣｈｉｎａＡｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅｍｅｃｈａｎｉｃａｌｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆａｎｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ５ＮｉＣｒＭｏｓｔｅｅｌｔｒｅａｔｍｅｎｔｃｏｎｓｉｓｔｉｎｇｏｆｓｅｑｕｅｎｔｉａｌｗｅｒｅｍｅａｓｕｒｅｄ，ａｎｄｔｈｅｅｓｔｉｍａｔｅｄｕｓｉｎｇｏｐｔｉｃａｌｏｐｔｉｍｕｍｓｕｂｊｅｃｔｅｄｔｏａｓｐｅｃｉａｌｈｅａｔｑｕｅｎｃｈｉｎｇ（Ｑ），ｉｍｅｒｅｄｔｉｃａｌｑｕｅｎｃｈｉｎｇ（Ｑ’）ａｎｄｔｅｍｐｅｒｉｎｇ（Ｔ）ＱＱ’ＴｔｒｅａｔｍｅｎｔＷａｓｓｙｓｔｅｍａｔｉｃａｌｌｙｍｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒａｌｅｖｏｌｕｔｉｏｎｄｕｒｉｎｇｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ（ｏＭ）ａｎｄｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎｅｌｅｃｔｒｏｎｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ（ＴＥＭ）．ＡｎＱＱ’ＴｔｒｅａｔｍｅｎｔｒｅｇｉｍｅｆｏｒｓｔｒｅｎｇｔｈａｎｄｌｏｗｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｉｍｐａｃｔｔｏｕｇｈｎｅｓｓｃｏｍｂｉｎａｔｉｏｎａｉｎｔｈｉｓｓｔｅｅｌＷａＳｓｕｂｓｅｑｕｅｎｔｌｙａｃｈｉｅｖｅｄ．Ｉｔｉｓｄｅｍｏｎｓｔｒａｔｅｄｔｈａｔｍａｉｎｌｙｆｉｎｅｌａｔｈ—ｌｉｋｅｍａｒｔｅｎｓｉｔｅｗｉｔｈｍｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅｃｏｎｓｉｓｔｉｎｇｏｆｈｌｉｇｈｔｅｍｐｅｒｉｎｇｓｔａｂｉｌｉｔｙａｎｄｆｅｒｒｉｔｅｉｍｐｅａｃｈｅｄｂｙａｓｍａｌｌａｍｏｕｎｔｏｆｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｅｄａｕｓｔｅｎｉｔｅＷａｓｏｂｔａｉｎｅｄｉｎａｎＱＱ’Ｔ－ｔｒｅａｔｅｄ５ＮｉＣｒｍｏｓｔｅｅｌ，ｗｈｉｃｈｒｅｓｕｌｔｅｄｉｎｉｍｐｒｏｖｅｍｅｎｔｉｎｔｈｅｌｏｗｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｉｍｐａｃｔｔｏｕｇｈｎｅｓｓａｎｄｄｅｃｒｅａｓｅｉｎｔｈｅｙｉｅｌｄｒａｔｉｏ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：Ｈｅａｔｔｒｅａｔｍｅｎｔ，Ｓｔｒｅｎｇｔｈ，ｔｏｕｇｈｎｅｓｓ，Ｙｉｅｌｄｒａｔｉｏ，Ｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｅｄａｕｓｔｅｎｉｔｅ０引言５ＮｉＣｒＭｏ钢是一种焊接结构用钢，它不但要求具有高强度，而且要求具有良好的低温韧性，是一种强韧性兼备的材料。传统上．该钢通过淬火获得板条马氏体组织，随后再进行高温回火得到回火马氏体组织。通过位错亚结构强化和同溶强化机制使钢获得强韧性匹配效果。采用这种调质工艺后．５ＮｉＣｒＭｏ钢虽然也具有良好的韧性，但也存在一定得不足。首先，调质工艺的回火稳定性较差，给工业化生产带来了困难；其次，调质工艺处理后钢的屈强比偏高，一般达到０．９以上，有时甚至高达０．９５左右，降低了焊接结构的使用性能；此外，如何能够在满足强度要求的前提下。进一步提高钢的低温韧性，降低韧脆转变温度，对提高焊接结构的安全性有重要意义。针对上述问题．本文开展了两相区二次淬火＋回火工艺研究，通过改变钢的精细组织结构来提高强韧性。降低屈强比．同时使钢的回火稳定性大幅度提高。以下分别进行介绍。１试验材料与试验方法试验用钢采用１２．５吨电炉冶炼，浇注成４全国低合金钢、微合金非调质钢学术年会只３．１４吨钢锭，在１２５０吨水压机上锻成截面℃范围内回火。保温２小时后空冷；ＱＱ’Ｔ工尺寸为１３０Ｘ２００ｍｍ坯料。钢的主要化学成分为艺是在正常的淬火（Ｑ）、回火（Ｔ）之间增加０．１０％Ｃ，０．２０％Ｓｉ，０．４０Ｍｎ，０．００８Ｐ，０．００５Ｓ．一次（ｄ＋Ｙ）两相区淬火（Ｑ’）。由于试验５Ｎｉ，其它元素为ｃｒ和Ｍｏ。钢锻钢的Ａｃ，温度为６８０℃左右，虬温度为７９０℃左右，因此。Ｏ’温度选择在在６９０～７５０℃之沿锻坯横向切取尺寸为２０ｘ２０ｘ２００ｍｍ的间，保温ｌ小时后水冷；由于增加一次两相区小试样．在厢式炉中热处理。为了便于对比。处理会使强度降低，为了弥补这一损失，ＱＱ’Ｔ热处理工艺分别采用淬火＋回火的调质处理工艺的回火温度相对较低，本试验选择在（ＱＴ）和两相区二次淬火＋回火处理（ＱＱ’Ｔ），５４０～６４０℃之间，保温２小时后空冷。见图ｌ。ＱＴ处理是经８８０℃淬火后在６００～６６０温温度度时间闺１试验钢调热处理（ＱＴ）与两相区二次淬火＋回火处理（ＱＱ’Ｔ）工艺示意图Ｆｉｇ．１Ｓｃｈｅｍａｔｉｃｒｅｐｒｅｓｅｎｔａｔｉｏｎｏｆｈｅａｔ－ｔｒｅａｔｍｅｎｔｓｃｈｅｄｕｌｅｓ的影响热处理后机加工试样，拉伸试样尺寸为中试验钢经８８０℃淬火后，分别在不同温度１０ｘ１３０ｒａｍ，标距为５０ｒａｍ。夏比冲击试样尺寸进行二次淬火，最后在５８０℃回火．图２显示为ｌＯｘｌＯｘ５５ｍｍ，按国标要求进行拉伸和低温了两相区淬火（Ｑ’）温度对力学性能的影响。冲击试验。对试验钢各种状态下分别取样进行图中可见，随着Ｑ’温度的提高，钢的强度和屈组织观察。采用ｘ线衍射仪测定钢中的奥氏体强比提高，－－２０℃和－－８４℃冲击功下降，Ｑ’温含量。采用Ｌｅｉｃａ光学显微镜观察金相组织，度对塑性的影响较小。Ｑ＇温度在６９０～７３０＂Ｃ范金相样品所用腐蚀剂主要为２—４％ＨＮ０３酒精。围内时，钢的各项性能良好，其中屈服强度在此外为了便于区分二次淬火状态（ＱＱ’）二次８１０～８９０ＭＰａ间，届强比在０．８８～０．８９之间，马氏体与铁素体组织，采用Ｌａｂａｒａ试剂着色腐－－２０℃和一８４℃冲击功都较高，分别达到１６０Ｊ蚀，试剂配比为：ｊ％偏重亚硫酸钠水溶液＋４％和１４０Ｊ左右。试验结果表明，两相区二次淬火苦味酸酒精溶液（１：１）。采用Ｈ．８００透射电镜Ｏ’温度控制在６９０～７３０＂Ｃ范围内，具有良好的观察精细组织结构。综合性能，在此范围内，Ｑ’温度越低．钢的强２试验结果韧性匹配越好。因此。试验钢最佳二次淬火温度为６９０～７１０℃，即在Ａｃｌ＋１０～３０℃之间。２．１两相区淬火（Ｑ’）温度对力学性能全国低台金钢、微舍金非调质钢学术年会圈２两相区淬火（Ｑ’）温度对性能的影响（回火温度为５８０℃）Ｆｉｇ２ＥｆｆｅｃｔｏｆｉｎｔｅｒｃｒｉｔｉｃａｌＱｕｅｎｃｈｉｎｇｔｅｍｐｃｒａｔｕｒｅＯｎｐｒｏｐ．－ｔｉｅｓ２．２两相区淬火对回火稳定性的影响图３ａ可见，ＱＱ’Ｔ和ＱＴ工艺下．随着回火温度的升高，钢的屈服强度均降低，但降低的幅度存在差异。采用ＱＱ’Ｔ工艺时，在５４０～６００℃很宽的温度范围内回火，钢的屈服强度平均由８８５ＭＰａ降低到８００ＭＰａ。而在ｑＴ工艺下，随着回火温度的升高屈服强度产生陡降，由６４０℃升高到６６０℃时，屈服强度即由８９０ＭＰａ降低到７６５ＭＰａ。试验结果表明，常规的ＱＴ处钢的屈强比波动在Ｏ．８４８～０．８８５之间（图３ｂ），而ＱＴ工艺下－６４０９Ｃ回火后钢的屈强比达到０．９２以上。表明，ＱＱ’ＴＩ艺优于ＱＴ工艺其次体现在屈强比的降低。２．４两相区淬火对低温韧性的影响ＱＱ’Ｔ工艺的另一个优势是可以显著改善钢的低温韧性，降低韧脆转变温度。图３ｃ可见，随着回火温度的提高，－－２０℃冲击功均缓慢提高，两种工艺下钢的一２０℃冲击值差异较小。理回火稳定性较差。而采用ＱＱ’Ｔ处理使钢的回火稳定性提高，降低了对回火温度的敏感性，容易进行工业化生产。ＱＱ’Ｔ工艺优于ＱＴ工艺的首先体现在提高回火稳定性上。而在一８４℃进行冲击试验时，∞’Ｔ工艺下钢的冲击值明显优于ＱＴ工艺（图３ｄ）。ｑＱ’Ｔ下．在５４０～６００℃范围回火。钢的一８４℃冲击值达到ｌ毗～１４９Ｊ．仍然处于冲击功上平台内。相比之下，６００～６６０＂Ｃ范围内回火，ＱＴ处理钢的２．３两相区淬火对屈强比的影响ＱＱ’Ｔ工艺下在５４０～６００＂Ｃ范围内回火，一８４℃冲击值波动在５３～１１３Ｊ之间，大部分已处于韧脆转变温度区间。全国低合金钢、微台金非调质钢学术年会１．０１１００１００００．９星９００篝８００羚８龋鹾嗵７００Ｏ．７６００５００Ｏ．６５２０５６０６００６４０６８０５２０５６０６００６４０６８０回火温度，℃回火温度，℃２００２００１５０１５０一＾２１００ｐ磊１００叩｝立《盏５０５０００５２０５６０６００６４０６８０５２０５６０６００６４０６８０回火温度，℃回火温度，℃图３ＱＴ工艺和ＱＱ’Ｔ＿－１２艺下回火温度对性能的影响Ｆｉｇ３Ｅｆｆｅｃｔｏｆｔｅｍｐｅｒｉｎｇｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｏｒ，ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆＱＴａｎｄＱＱ’Ｔｔｒｃａｔｍｃｍ２．５组织观察内，以短杆状碳化物形式沉淀析出，其中一些试验钢不同状态下的组织金相照片示于图碳化物沿某一方向近似平行排列。自回火现象４，图４ａ可见，淬火状态下为典型的板条马氏在本试验中可以普遍观察到，一般认为。Ｍｓ＞体组织。淬火后直接回火，试验钢得到回火马３００℃时，在常用淬火介质的冷却速度下都可以氏体组织（图４ｂ）。二次淬火后，组织形貌发达到充分的自回火，５ＮｉＣｒＭｏ钢的Ｍｓ点为３６５生显著变化，图４ｃ为着色腐蚀照片，其中白色℃．因此更容易产生自回火。为马氏体，灰色为铁素体组织，可以看到二次淬火后直接回火。可以清晰的看到板条状淬火状态下试验钢得到扳条状二次马氏体＋铁的结构，板条之间平行排列，在板条内部，仍素体混合组织。然具有很高的位错密度（图５ｂ）。与淬火状态透射电镜的观察表明，在淬火状态下试验相比，板条的尺寸没有明显变化，马氏体板条钢是板条马氏体组织，并含有较高的位错密度边界变得模糊．局部区域发生转变。形成再结（图５ａ）。淬火组织的另一个特征是有自回火晶晶核，如图５ｂ箭头所示。现象，见图６。自回火现象出现在马氏体扳条全国低台金钢、微合金非调质钢学术年会图４不同制度下试验钢的微观组织，（ａ）８８０＂Ｃ淬火；（ｂ）８８０＂Ｃ淬火＋６４０＂Ｃ回火（ｃ）８８０＇ｃ淬火＋７３０＂Ｃ淬火：（ｄ）８８０℃淬火＋７３０＂Ｃ淬火＋５８０℃回火Ｆｉｇ４Ｏｐｔｉｃａｌｍｉｃｒｏｇｒａｐｈｓｏｆｔｈｅｓｐｅｃｉｍｅｎｓ．（ａＪｑｕｅｎｃｈｉｎｇａｔ８８０＂Ｃ，（ｂ）ｑｕｅｎｃｈｉｎｇａｔ８８０＇Ｃａｎｄｔｅｍｐｅｒｉｎｇａｔ６４０℃，（ｃ）ｑｕｅｎｃｈｉｎｇａｔ８８０＇Ｃ龃ｄｉｎｔｃｒｃｒｉｆｉｃａ！ｑｕｅｎｃｈｉｎｇａｔ７３０＂Ｃ，（ｄ）ｑｕｅｎｃｈｉｎｇ缸８８。℃ａｎｄｔｅｍｐｅｒｉｎｇａｔ６４０＂Ｃ．（ｃ）ｔｅｍｐｅｒｉｎｇａｔ５８０℃ａｆｔｅｒｉｎｔｅｒｃｒｉｔｉｃａｌｑｕｅｎｃｈｉｎｇ．二次淬火状态下，５ＮｉＣｒＭｏ钢组织结构仍形貌大致保持不变，但有部分区域板条边界变保持板条状（图５ｃ），它是由二次板条马氏体模糊，开始出现再结晶晶核（图５ｄ）。ＱＱ’Ｔ处和铁素体组成的混合组织。此外．二次淬火组理后，组织上的一个重要特征就是，回火过程织中还观察到少量的孪晶，它由宽度不足中，逆转变奥氏体在钢中析出，图８是逆转变０．１ｕｍ的细小的微孪晶组成，见图７。奥氏体析出相及其电子衍射花样，可以看到，二次淬火后再进行回火，板条组织的基本岛状逆转变奥氏体沿着马氏体板条边界析出。全国低合金钢、微合金非调质俐学术年会围５不同制度下试验钢的ＴＥＭ组织，（ａ）８８０℃＿；率火；（ｂ）８８０＂Ｃ淬火＋６４０１２回火Ｉ（ｃ）８８０＂Ｃ淬火＋７３０＇１２淬火；（ｄ）８８０＂（２淬火＋７３０℃淬火＋５８０＂（２回火Ｆｉｇ．５ＴＥＭｏｆｔｈｅｓｐｅｃｉｍｅｎｓ．（ａ）ｑｕｅｎｃｈｉｎｇａｔ８８０＇Ｃ，（”ｑｕｅｎｃｈｉｎｇａｔ８８０＂０ａｎｄｔｅｍｐｅｒｉｎｇａｔ６４０＂Ｃ，（Ｃ）ｑｕｅｎｃｈｉｎｇａｔ８８０．１２ａｎｄｉｎｔｅｒｃｒｉｔｉｃａｌｑｕｅｎｃｈｉｎｇａｔ７３０＂Ｃ，（ｄ）ｑｕｅｎｃｈｉｎｇａｔ８８０＇Ｃａｎｄｔｅｍｐｅｒｉｎｇａｔ６４０＂Ｃ，（ｃ）ｔｅｍｐｅｒｉｎｇａｔ５８０＇１２ａｆｔｅｒｉｎｔｅｒｃｒｉｔｉｃａｌｑｕｅｎｃｈｉｎｇ．图６淬火状态下的自回火组织图７二次淬火状态下的李晶组织Ｆｉｇ．６Ａｕｔｏ－ｔｅｍｐｅｒｉｎｇｍｉｅｒｏｓｔｒｕｅｔｕｒｅＦｉｇ．７Ｔｗｉｎｅｄｍａｒｔｅｎｓｉｔｅｏｆｉｎｔｅｒｅｒｔｉｃａｌｏｆｑｕｅｎｃｈｉｎｇｓｐｅｃｉｍｅｎｑｕｅｎｃｈｉｎｇｓｐｅｃｉｍｅｎ２６３全国低合金钢、，馓合金非调质钢学术年会倒８８８０＂Ｃ淬火＋７３０＂（２淬火＋５８０＂（２回火后得到的逆转变奥氏体．（ａ）明场相：（ｂ）陪场相；（ｃ）衍射花样；（ｄ）指数标定Ｆｉｇ８Ｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｅｄａｕｓｔｃｎｉｔｅｏｆ［ｈｃｓｐｅｃｉｍｅｎｓｔｅｍｐｅｒｉｎｇａｔ５８０＇Ｃａｆｔｅｒｉｎｅ∞ｒｉｔｉｃａｌｑｕｅｎｃｈｉｎｇａｔ７３０＂Ｃｐａｔｔｅｒｎｓ．（ａ）ｂｒｉｇｈｔｆｉｅｌｄｉｍａｇｃ，（ｂ）ｄａｒｋｆｉｅｌｄｉｍａｇｅ：（ｃ）ｄｉｆｆｒａｃｔｉｏｎｐａｔ＿ｔｅｒｎｓ，（ｄ）ｄｅｍａｒｃａｔｅｏｆｄｉｆｆｉ＇ａｃｔｉｏｎ３讨论以上试验结果表明．５Ｎ论ＴＭｏ钢经过两相区二次淬火＋回火处理后．具有良好的综合性能，在保持高强度的情况下，低温韧性显著提高．屈强比降低，并且改善了钢的回火稳定性，这种良好的综合性能与微观组织结构有密切的内在联系。３．１二次淬火在两相区加热过程中．由于钢中Ｎｉ等合金元素含量较高，延缓了马氏体的分解与再结晶．扳条组织的特征仍然保持。这种组织在两相区温度将首先在板条边界上形成奥氏体，随后沿着板条边界长大形成奥氏体，Ｃ和Ｎｉ等合金元素扩散到奥氏体中．造成钢中的成分起伏川。在随后的二次淬火过程中，奥氏体大部分转变为二次马氏体，只有少量奥氏体保持到室温。而加热过程未转变的扳条马氏体组织的Ｃ已经充分析出，位错密度也大幅度降低．ＱＱ’Ｔ工艺中的组织演变图９解释了热处理过程组织的演变机理。已经转变为铁素体组织。因此，两相区二次淬火后的最终组织为板条结构的二次马氏体＋铁素体混合组织。此外，二次淬火后出现孪晶组织，这是由于奥氏体化过程中，由于Ｃ在奥氏一次淬火过程中．钢被加热到Ａｃ３以上完全奥氏体化，然后迅速冷却至Ｍｓ以下，得到高位错密度的板条马氏体组织和少量残余奥氏体。全国低合金钢、微合金非调质钢学术年会体中的富集．在急冷过程中，容易转变为孪晶二者的合金元素富集程度不同造成的【２１。在两马氏体组织。相区加热时．Ｃ能够扩散到奥氏体内部，并且二次淬火后再进行回火，得到回火马氏体在奥氏体中基本能够达到平衡，而Ｎｉ只能扩散与铁素体组织。由于二次淬火造成钢中的成分到奥氏体界面附近。很难扩散到奥氏体内部。起伏，在随后的回火中，部分区域的Ａｃｌ将低由于温度相对较高，在两相区加热过程中奥氏于回火温度，在钢中形成了逆转变奥氏体。体中Ｃ的富集程度相对较低，因此冷却到室温时形成二次马氏体。而两相区淬火后再进行回两相区加热时形成的奥氏体很难保持到室火，局部区域形成的逆转变奥氏体中Ｃ进一步温，基本上都形成了二次马氏体，而回火后形富集，增加了奥氏体的稳定性，因此能够保持成的逆转变奥氏体却能保持到室温，这是由于到室温。篓耀￥矽∥毋翅９哆ＱＱ’Ｔ处理过程组织演变机理图Ｑ奥氏体、—、．一ｊ２ｉ够忽狻妙貉磋么缈Ｆｉｇ．９ＭｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｃｅｖｏｌｕｔｉｏｎｏｆＱＱ’Ｔ－ｔｒｅａｔｍｅｎｔｐｒｏｃｅｓｓ３．２ＱＱ’Ｔ工艺对性能的改善艺下的回火温度。导致其硬度大大超过了常规ＱＴ工艺的回火马氏体组织。因此．在适当的两相区二次淬火后，二次马氏体组织具有工艺参数下。ＱＱ’Ｔ处理钢在和ＱＴ处理钢相近较高的强度，回火后，二次马氏体强度降低韧的屈服强度下可以获得更高的抗拉强度，从而性提高，但其强度仍然高于钢中的铁素体组织。降低了届强比。因此．ＱＱ’Ｔ处理钢这种软的铁素体和相对硬的回火马氏体组织的具有双相钢的组织特征。ＱＱ’Ｔ处理提高低温韧性的原因较为复对于这种双相组织，屈服强度主要取决于软相杂。从混合组织来看．未溶铁素体硬度低且塑组织。而抗拉强度取决于两相的各自的强度和性好，具有良好的韧性，二次马氏体回火后，体积体积分数，符合混合物定律，可表示为：也具有一定的韧性。但应低于ＱＴ处理的单一回火马氏体组织，因此仅从这两方面考虑，不Ｒｍ。丸（１一＾）月：＋九兀Ｒ：。式中＾为与各相足以解释ＱＱ’Ｔ处理钢的良好韧性。可以认为，均匀真应变有关的常数．ｆ为各相的体积分数。改善韧性的因素是混合组织的形态及分布。由在ＱＱ’Ｔ工艺中，回火后的二次马氏体由于富于铁素体和回火后的二次马氏体呈扳条状连续集了碳和合金元素．并且回火温度低于ＱＴ工排列，韧性相对较低的回火二次马氏体被铁素全国低合金钢、微台盒非调质镧学术年会体最大限度的分割开．故裂纹扩展时不仅通过马氏体，还必然通过铁素体而扩展，需要消耗较高的能量，从而提高韧性。ＱＱ’Ｔ处理的另～个重要特点是回火过程析出逆转变奥氏体。ｘ线衍射仪分析结果表明，本试验中最佳ＱＱ’Ｔ处理工艺参数下，钢中的逆转变奥氏体量在ｌ～２％之间，其本身强度比较低，是一种具有良好塑性和韧性的析出相。断裂过程中。逆转变奥氏体具有阻止裂纹扩展的能力，导致钢的塑性和韧性提高，屈强比降低。此外．逆转变奥氏体不仅对碳有“吸收”作用。对氮、磷等杂质元素也有“吸收”作用，使基体净化，也同样有提离韧性的效果，４结论（１）同传统的调质工艺相比，５ＮｉＣｒＭｏ钢经ＱＱ’Ｔ处理后．钢的届强比降低．低温韧性提高，并且改善了回火稳定性。（２）ＱＱ’Ｙ处理后，钢中得到板条状的回火二次马氏体＋铁素体的混合组织．并且沿板条边界析出逆转变奥氏体。（３）软的铁索体和相对硬的回火二次马氏体混合组织降低了钢的屈强比，提高了韧性。逆转变奥氏体的析出是提高低温韧性的另一个原因。参考文献ｆＩｌＪ．ｗ．Ｍｏｒｒｉｓ，三Ｇｕｏ；＂ＥＫ．ＬｅｅＩｎｔｅｍａＩｉｏｎａｌＴｈｅｒｍａｌＭｅｃｈａｎｉｓｍｓｏｆＧｒａｉｎＲｅｆｉｎｅｍｅｎｔｆｎＬ８ｔｈＭａｒｔａｎｓｉｔｉｅ鼬ｄ￡ＦｏｕｒｔｈＣｏｎｆｅｒｅｎｃｅｏｎＨＳＬＡＳｔｅｅｌｓＯｃｔｏｂｅｒ３０－Ｎｏｖｅｍｂｅｒ２，２０００Ｘｉ＇ａｎ，Ｃｈｉｎａ，２０００：１９５－２０２【２】ＡｋｉｈｉｒｏＴａｋｌｇｕｃｈｉ；ＭａｓａｈｉｒｏＮａｋａｋｕｒａ；ＮａｏｓｉｇｅＫｕｂｏ．Ｔｈｅｓｔａｂｉｌｉｔｙｓ￡ｃｅＩｆｏｒｌ０ｙｅａｒｓ．压力技衍，１９９９，ｖｏｌ３７，Ｎｏ３：１２０－１２９ｏｆｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｅｄａｕｓｔｅｎｉｔｅａｎｄｔｈｅｔｏｕｇｈｎｅｓｓｏｆ９％Ｎｉ两相区淬火对5NiCrMo钢组织与性能的影响
作者：作者单位：
沈俊昶， 杨才福， 张永权钢铁研究总院,北京,100081
1.会议论文 史学星.沈俊昶.杨才福.苏航.赵昆渝 10Ni5CrMo钢的回火相变研究 2007
研究了10Ni5CrMo钢经调质热处理(QT)和两相区淬火+回火(QLT)热处理的相变行为。结果表明,QLT处理后,钢中得到板条状的二次回火马氏体+铁素体的混合组织,并且在板条边界及板条内部析出逆转变奥氏体。逆转变奥氏体与基体遵从K-S关系。随着回火温度的升高,逆转变奥氏体的含量增多。逆转变奥氏体的稳定存在提高了低温韧性。通过Thermo─calc热力学软件计算从浓度起伏和能量起伏两个方面解释了逆转变奥氏体的形成机制。
2.会议论文 杨跃辉.蔡庆伍.武会宾.王华 热处理工艺对9Ni钢低温韧性影响规律的研究 2008
本文分别研究了传统的热处理和两相区热处理工艺对9Ni钢性能的影响规律,通过X射线衍射的方法测定了不同热处理后钢中的逆转变奥氏体含量,分析了不同热处理后钢中逆转变奥氏体含量与9Ni钢性能的内在联系。结果表明:经过普通的QT处理后,钢中逆转变奥氏体含量与其低温韧性有明显的对应关系,9Ni钢的性能在很大程度上取决于钢中的逆转变奥氏体含量;而经过两相域热处理后,逆转变奥氏体稳定性与分布状态对9Ni钢性能的影响更加显著.
3.会议论文 沈俊昶.张永权.杨才福 10Ni3CrMo钢强韧化热处理工艺研究 2007
10Ni3CrMo高强韧钢一般采用调质工艺进行生产，然而调质工艺生产钢存在回火稳定性差、性能合格率低、屈强比高、低温韧性储备不足等缺点。为了解决这些不足，本文系统研究了两相区二次淬火＋回火（QQ T ′）强韧化热处理工艺组织演变规律、热处理工艺参数及其对性能的影响，讨论了钢的强韧化机制。结果表明，经过 QQ T ′工艺后，10Ni3CrMo 钢的组织为回火二次马氏体+铁素体＋少量逆转变奥氏体组织；钢的低温韧性进一步提高，回火稳定性得到显著改善，屈强比大幅度降低。本文为传统的调质型10Ni3CrMo 高强韧钢提供了一条改善强韧性匹配的新途径。
4.期刊论文 赵惠.李智超 低碳奥氏体-马氏体双相不锈钢热处理工艺研究 -辽宁工程技术大学学报(自然科学版)2004,23(2)
研究了低碳奥氏体-马氏体双相不锈钢在不同回火温度下硬度变化规律.根据回火硬度的变化,分析了回火过程中组织转变及逆转变奥氏体对回火硬度的影响.同时在一次回火的基础上进行了二次回火处理,比较一次回火和二次回火的硬度变化规律,确定了低碳奥氏体-马氏体双相不锈钢的最佳热处理工艺.
5.学位论文 闫春波 热处理工艺对马氏体时效钢组织及性能的影响 2005
本文首先采用对比试验的方法研究了加热温度、保温时间、加热速度及原始组织对18Ni马氏体时效钢组织的影响，探讨了不同热处理规程对18Ni马氏体时效钢逆转变奥氏体再结晶规律的影响，试验结果表明：马氏体加热发生奥氏体逆转变时产生相变冷作硬化再结晶，热处理工艺参数对α’→γ逆转变奥氏体再结晶产生影响，提高加热温度可加快18Ni马氏体时效钢的再结晶过程；在逆转变奥氏体再结晶点以上温度等温时，随着等温时间的延长逐渐完成成核和再结晶晶粒的不断聚集长大的过程，直至全部完成再结晶；提高加热速度可提高再结晶温度点及成核率。另外，钢的原始组织状态对α’→γ逆转变奥氏体再结晶也产生影响，与以粗大板条马氏体的原始组织相比以“线状”马氏体作为原始组织在一定温度下进行固溶处理，再结晶成核率提高，可获得更加细小的再结晶组织，“线状”马氏体实质上是变了形的板条状马氏体，其内部亚结构细化、位错等微观缺陷密度大大提高，有利于晶粒细化。 其次，探讨了α’→γ反复循环处理工艺对18Ni钢组织和性能的影响，结果表明，循环次数对α’→γ逆转变奥氏体再结晶晶粒度影响较大，以线状马氏体作为原始组织，进行α’→γ反复循环处理，以940℃，2min五次循环效果最佳，可获得10μm左右的超细晶粒；18Ni马氏体时效钢在不经反复循环处理时，其时效后的抗拉强度和延伸率基本上没有变化，经过α’→γ反复循环热处理后，晶粒明显细化，时效后的抗拉强度提高了100MPa以上，延伸率稍有提高。
6.期刊论文 沈俊昶.杨才福.张永权.SHEN Jun-chang.YANG Cai-fu.ZHANG Yong-quan 两相区淬火对5NiCrMo钢组织与性能的影响 -钢铁2007,42(6)
研究了淬火+两相区淬火+回火工艺(QQ'T)对5NiCrMo钢力学性能的影响,采用光学显微镜和透射电镜详细观察了微观组织结构,分析了组织演变规律及其对性能的影响.研究结果表明,5NiCrMo钢经QQ'T处理后屈强比降低,低温韧性提高,并改善了回火稳定性.板条状的回火二次马氏体+铁素体的混合组织及回火过程中沿板条边界析出的逆转变奥氏体是试验钢获得良好性能的原因.
7.期刊论文 周倩青.翟玉春 高强高韧FV520B马氏体钢的时效工艺优化 -金属学报2009,45(10)
通过在600,630,680,700和720℃保温1 h空冷,以及在630℃短时时效后炉冷和空冷的热处理,研究了不同时效温度,时效时间以及冷却方式对沉淀硬化马氏体不锈钢FV520B的组织和力学性能的影响.结果表明,630℃短时时效后钢中即可析出一定量的逆转变奥氏体,且钢中的析出相尺寸较小并弥散分布,由此提出了一种沉淀强化马氏体不锈钢的热处理工艺优化,即FV520B钢经630℃短时时效并炉冷后,可以获得较佳的高强度和高韧性组合.
8.期刊论文 史学星.杨才福.沈俊昶.张永权.赵昆渝.SHI Xue-xing.YANG Cai-fu.SHEN Jun-chang.ZHANG Yong-quan.ZHAO Kun-yu 两相区淬火对10Ni5CrMo钢组织与性能的影响 -金属热处理2008,33(4)
研究了10Ni5CrMo钢经调质处理和淬火+两相区淬火+回火(QLT)热处理后的组织与性能.结果表明,1ONiSCrMo钢经两相区淬火处理后,得到板条状的二次回火马氏体+铁素体的混合组织,并且在板条边界及板条内部析出逆转变奥氏体,该逆转变奥氏体与基体遵从K-S关系.10Ni5CrMo钢经QLT处理后改善了钢的回火稳定性,屈强比降低,尤其是低温韧性显著提高.随着回火温度的升高,逆转变奥氏体的含量增多.稳定的逆转变奥氏体提高了低温韧性.
9.学位论文 王六定 超高强度钢Aermet 100力学性能及连续转变理论研究 2000
超高强度钢(Ultrahigh Strength Steel)的进效工艺对其微观组织与力学性能的影响规律多年来一起是人们研究的.但迄今为止,仍有许多问题无定论.该研究以Aermet 100钢及Cu-4wt﹪Ti合金作为主要人实验与理论两方面进行了较深入的探讨.
10.期刊论文 陈嘉砚.杨卓越.宋维顺.张永权.CHEN Jia-yan.YANG Zhuo-yue.SONG Wei-shun.ZHANG Yong-quan 时效温度对Custom 465钢力学性能的影响 -钢铁研究学报2008,20(12)
研究了经980℃固溶处理后再进行200~900℃热处理对Custom 465钢力学性能和奥氏体含量的影响.结果表明:为了使Custom 465钢的强韧性配合最佳,应进行适当的过时效处理,即在510~540℃温度区间进行时效处理.在450~480℃范围时效时,由于强烈的共格应变,导致Custom 465钢的韧塑性急剧下降,因此实际生产中应避免在该温度区间时效.实验结果证明,随时效温度升高,逆转变奥氏体是促使Custom 465钢韧性提高的原因之一.
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