低合金高強度鋼的組織與性能優(yōu)化.pdf

1、低合金高強鋼以其優(yōu)異的性能、良好的經(jīng)濟性，在各行業(yè)中有著廣泛的應(yīng)用。但該類鋼在船用錨齒行業(yè)的應(yīng)用尚處于初始階段。為了更好發(fā)揮材料低成本、高性能的優(yōu)勢，本課題以新型低合金鋼為實驗材料，進行基礎(chǔ)研究，充分開發(fā)材料的性能潛力，以提高低合金鋼錨齒在市場中的占有率。
　　 本文利用能譜、X射線衍射、掃描電鏡、金相觀察等分析方法并結(jié)合熱處理正交試驗，建立組織與性能之間的聯(lián)系。根據(jù)文獻中總結(jié)的合金元素對鋼轉(zhuǎn)變特征點的影響規(guī)律，用編程的方法繪制

2、該低合金鋼的TTT曲線。通過工藝參數(shù)不同的熱處理試驗，了解該型鋼組織轉(zhuǎn)變特點，測試其性能。采用實驗數(shù)據(jù)和理論計算相結(jié)合的方式選擇熱處理工藝參數(shù)，進行正交試驗，優(yōu)選熱處理工藝。對力學(xué)性能試驗產(chǎn)生的斷口進行分析，結(jié)合金相組織照片、力學(xué)性能測試數(shù)據(jù)，進一步改進熱處理方案，優(yōu)化組織結(jié)構(gòu)，達到最佳的使用性能。研究結(jié)果表明：該成分鋼具有雙C型TTT曲線，鑄態(tài)組織為鐵素體魏氏組織，強度韌性較差。退火后組織轉(zhuǎn)變成網(wǎng)狀珠光體。正火可獲得板條馬氏體，也可能

3、出現(xiàn)貝氏體組織。該型鋼的完全奧氏體化溫度在840℃以上。材料奧氏體化后，在430℃左右等溫停留可獲得粒狀貝氏體組織。熱處理后組織分布特點與鑄態(tài)時合金元素的偏析有關(guān)。材料具有板條馬氏體組織狀態(tài)時滿足使用要求，優(yōu)選熱處理工藝方案為960℃淬火240℃回火，熱處理后的組織抗拉強度為1000MPa，沖擊功17J。X射線衍射表明，熱處理過程對基體物相影響不大，隨熱處理回火溫度的升高，試驗斷口由脆性解理斷口轉(zhuǎn)變?yōu)闇式鈹嗫冢牧嫌许g化趨勢，回火溫度的

4、提高及時間的延長雖然有助于碳化物析出，但碳化物有在晶界偏聚的傾向，對材料韌性會產(chǎn)生不利影響，該類型低合金鋼不適合長時間進行回火處理。經(jīng)過預(yù)先熱處理消除鑄態(tài)偏析的材料，在熱處理后具有更高的力學(xué)性能，抗拉強度可達到1700Mpa，達到了超高強鋼的強度等級，在力學(xué)性能試驗中可以測得面縮、延伸率等塑性指標，沖擊功也有一定增加。該種類低合金鋼通過優(yōu)選熱處理工藝進行組織優(yōu)化后，能夠滿足疏浚用錨齒使用要求。由于使用合金元素較少，大幅度降低了材料成本，