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80MnSiCrWAl超高強度鋼（化學成分）貝氏體鋼的低溫等溫淬火組織及力學性能
發布人：上海艾荔艾金屬材料有限公司www.jshcn.cn
更新時間：2014-03-15
有研究表明，碳含量為0.75%～0.98%的Fe-Si-Mn-Cr-Mo-V鋼及其添加Co或Co+Al的高Si(>1.5%)合金鋼奧氏體化后在稍高于Ms溫度(125～200℃)等溫轉變可形成由納米厚度(20～40nm)板條貝氏體鐵素體和高碳殘余奧氏體兩相組成的無碳化物貝氏體組織，硬度達到650HV，是目前貝氏體獲得的最高硬度，拉伸強度超過2.3GPa，斷裂韌性為30MPa·m1/2。這種貝氏體又稱為低溫貝氏體(Low?temperature?bainite)或硬貝氏體(Hard?bainite)，其性能與馬氏體時效鋼接近，而且生產工藝簡單，有望成為價格低廉的新型高強度鋼或超高強度鋼。本文以具有自主知識產權的高Si+Al含量的80MnSiCrWAl鋼為對象，研究其低溫等溫淬火試樣的組織特征，并對硬度和沖擊性能進行表征。
用100kg高頻感應電爐熔煉實驗用低合金含硅高碳鋼80MnSiCrWAl，澆鑄成40kg的鋼錠，鍛成Φ30mm×200mm的圓棒后緩冷，其化學成分(質量分數，%)為：0.81C，0.70Cr，1.10Si，1.37Mn，0.827W，0.799Al，0.008S，0.009P，余量為Fe。將圓棒加工成Φ10mm×10mm的試樣，用于低溫等溫淬火處理。利用差示掃描量熱計測定Ac1和Accm，加熱速度10℃/min，所用試樣尺寸為Φ3mm×2mm。用Gleeble-3500型熱力模擬試驗機測定馬氏體轉變溫度Ms，以5℃/s的速度將試樣加熱到1000℃，保溫10min，然后再以10℃/s的速度冷卻。測得相變點分別為Ac1=726℃，Accm=823℃和Ms=180℃。等溫淬火工藝為：加熱至1000℃保溫30min奧氏體化后迅速放入溫度分別為200和220℃的鹽浴中等溫淬火。
80MnSiCrWAl鋼經1000℃奧氏體化后分別在200和220℃等溫淬火，均未獲得傳統的下貝氏體組織，而是形成了由貝氏體鐵素體板條和殘余奧氏體薄膜組成的無碳化物貝氏體組織。200和220℃等溫淬火試樣的貝氏體鐵素體板條平均厚度分別約為80和120nm，殘余奧氏體的體積分數分別為3.4%和1.5%，硬度分別為58.3和57.1HRC，抗拉強度分別為2174和2021MPa，U形缺口試樣室溫沖擊功分別為14和13J。等溫淬火溫度升高，貝氏體鐵素體板條厚度增大，殘余奧氏體分數減少，強度、硬度和沖擊韌度降低。
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