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熱處理工藝對40cr無縫鋼管組織和性能的影響

發表時間:2018/7/9 16:18:45 【   

熱處理工藝對40cr無縫鋼管組織和性能的影響

 

 

  目前,隨著速射系統工況的發展,對高射速、高溫高沖擊的要求日益提高,40cr無縫鋼管材料除具有足夠的強度、抗燒蝕性能外,對韌性的要求也越來越高。研究人員以40cr無縫鋼管為例,對材料進行熱處理,即:淬火+低溫回火(Q&T)、等溫淬火+低溫回火(A&T)、淬火+碳分配+低溫回火(Q&P&T),通過光學顯微鏡(OM)、掃描電鏡(SEM)、透射電鏡(TEM)、X射線衍射(XRD)、硬度實驗、拉伸實驗、沖擊實驗等,研究熱處理工藝對試驗鋼的組織和性能的影響,優化其組織和性能,更好地挖掘其強韌性方面的潛力。試驗結果表明:

  (1)經Q&P&T和Q&T處理后,40cr無縫鋼管的組織均為回火馬氏體和殘留奧氏體(其中殘留奧氏體主要分布于馬氏體板條間,呈薄膜狀(10~40nm),且回火馬氏體板條內析出細小彌散分布的ε-碳化物(100nm左右);經等溫(Austempering)處理后,試驗鋼的組織為馬氏體、下貝氏體和殘留奧氏體,基體內析出細小彌散的滲碳體;與Q&T工藝和A&T工藝相比,Q&P&T工藝的殘留奧氏體量高達8.8%;

  (2)經Q&P&T處理后,40cr無縫鋼管的屈服強度、抗拉強度和沖擊韌性分別為1011.0MPa、1630.6MPa和109.7J/cm2,其沖擊韌性比經Q&T處理后提高了19.8%,比經A&T處理后提高了9.7%,而其屈服比由0.82(A&T)下降至0.62;組織中存在的薄膜狀殘留奧氏體是沖擊韌性提高的主要原因;

  (3)40cr無縫鋼管的沖擊韌性隨殘留奧氏體、下貝氏體的體積分數增加而提高,同時,殘留奧氏體對沖擊韌性的貢獻大于下貝氏體;強度由馬氏體強度(回火馬氏體強度)、下貝氏體強度、細晶強化等因素共同決定;經Q&T、A&T、Q&P&T工藝處理后,40cr無縫鋼管的斷裂方式均為韌性斷裂。


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