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AISI4340超高強(qiáng)度鋼貝氏體-鐵素體鋼(BF)和馬氏體-鐵素體鋼(MF)力學(xué)性能的比較
發(fā)布人：上海艾荔艾金屬材料有限公司
更新時(shí)間：2013-07-25
?如AISI4340這樣的超高強(qiáng)度鋼，由于塑性和韌性較差，應(yīng)用受到限制。近年來，許多研究致力于通過熱處理或化學(xué)成分調(diào)整來克服這一不足。過去幾十年來開發(fā)的馬氏體-鐵素體雙相鋼具有連續(xù)屈服特性和很好的強(qiáng)塑性配合。生產(chǎn)雙相鋼的最實(shí)用的方法是臨界溫度間退火。通過這一處理，會(huì)形成奧氏體島。當(dāng)快速冷卻或低溫等溫處理時(shí)，它會(huì)轉(zhuǎn)變成馬氏體或一些低溫轉(zhuǎn)變產(chǎn)物。在320℃等溫相變后獲得的貝氏體-馬氏體鋼具有很好的強(qiáng)塑性配合，其組織中的下貝氏體呈針狀，它分隔了原先的奧氏體晶粒。在400℃高溫相變后獲得呈塊狀的上貝氏體，它充填了原先的奧氏體晶粒。有研究表明，含有25%下貝氏體的貝氏體-馬氏體鋼的強(qiáng)塑性比完全的馬氏體鋼要好。下貝氏體對斷裂韌性和缺口韌性具有有利影響的原因是提高了抗低溫脆性斷裂的能力。另有研究顯示，當(dāng)鐵素體比例低于34%時(shí)，貝氏體-鐵素體雙相鋼的延伸率隨鐵素體比例增加而提高；當(dāng)鐵素體比例高于34%時(shí)，情況向反。本研究考察鐵素體比例為34%的貝氏體-鐵素體（BF）鋼和馬氏體-鐵素體（MF）鋼力學(xué)性能的差別。
????? 試驗(yàn)用AISI4340鋼的化學(xué)成分(wt.%)為：0.40C、0.29Si、0.62Mn、0.019P、0.004S、0.73Cr、1.77Ni和0.21Mo。試樣取自Φ30的棒材。熱處理前，先在1000℃進(jìn)行2小時(shí)的均勻化處理。組織為完全貝氏體（B）的鋼的熱處理工藝為850℃×60min+300℃×60min；組織為BF的鋼的熱處理工藝為850℃×60min+700℃×100min+300℃×60min；組織為MF的鋼的熱處理工藝為850℃×60min+700℃×100min，隨后油淬。為用于比較，還同時(shí)測定了完全馬氏體（M）鋼的性能。試驗(yàn)結(jié)果表明，BF和MF鋼中的鐵素體比例為34%。B鋼、BF鋼、MF鋼和M鋼的沖擊韌性和延伸率分別為19.73J、36.50J、10.45J、6.00J和12.46%、13.77%、8.12%、5.10%。可見BF鋼與B鋼或MF鋼相比，具有較好的塑性和韌性。而其硬度是較為接近的，B鋼、BF鋼和MF鋼的硬度分別為48RC、41RC和45RC。斷裂斷面的形貌也顯示，BF鋼的斷面具有較多的剪切韌窩，因此塑性更好。
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