淬火方式对Ti微合金化中碳钢组织和性能的影响

设计了一种Ti微合金化中碳钢,在控制轧制后采用在线直接淬火+低温回火(DQ+LT)和离线再加热淬火+低温回火(RQ+LT)两种热处理工艺。通过力学性能检测和微观组织观察,研究了不同淬火方式(DQ和RQ)对Ti微合金化中碳钢微观组织和析出相的影响。结果表明:淬火方式对试验钢的微观组织特征和力学性能产生了显著影响。DQ和RQ淬火方式获得的晶粒形态分别呈现扁平化和等轴化,扁平化马氏体板条较细长,方向性明显,基体位错密度高,而等轴晶粒的有效晶粒尺寸更细,晶粒内马氏体板条均匀、无方向性,基体上有大量细小的碳化物和(Ti,Mo)C析出相。组织上的差异使得DQ工艺试验钢存在横、纵向性能不均匀、低温冲击性能较差等不足,而RQ工艺试验钢的横、纵向性能均匀、强韧性匹配良好。

淬火工艺对马氏体高强钢组织和性能的影响

采用拉伸、冲击、金相、电子背散射衍射、透射电镜、X射线衍射等试验手段,研究了在线直接淬火+回火(DQT)与离线再加热淬火+回火(RQT)工艺对马氏体高强钢组织性能的影响。结果表明,2种试验钢组织均为板条马氏体,RQT试验钢原奥氏体晶粒及板条束呈等轴状,板条块较短,板条较宽,DQT试验钢原奥氏体晶粒呈扁平状,板条束贯穿整个晶粒,板条块呈细长状,板条宽度较小;位错强化是DQT试验钢强度较RQT高的主要原因;板条束为控制DQT和RQT试验钢韧性的最小单元;DQT试验钢大角晶界比例较低,其具有较大的马氏体板条束尺寸以及更高的位错密度,断裂应力较低,低温韧性较差。

回火温度对低碳马氏体高强钢组织和性能的影响

采用光学显微镜、扫描电镜、电子背散射衍射和拉伸及冲击试验等研究了回火温度对离线再加热淬火(RQ)与在线直接淬火(DQ)低碳马氏体高强钢组织和性能的影响。结果表明:两种淬火态试验钢组织均为板条马氏体,其中RQ钢中原奥氏体晶粒及板条束呈等轴状,而DQ钢中呈扁平状;随着回火温度升高,马氏体板条发生合并、粗化,并逐渐消失,形成多边形铁素体;碳化物析出并聚集长大、球化。在同一回火温度下,RQ钢的屈服和抗拉强度均较DQ钢低,但伸长率较DQ钢高。同时,RQ钢比DQ钢具有更高的冲击吸收能量和更低的韧脆转变温度(DBTT);随着回火温度升高,RQ和DQ钢的伸长率和屈强比上升,屈服强度和抗拉强度下降,DBTT先升高后降低;RQ和DQ钢在200℃或500~600℃回火时具有优良的综合力学性能。