熱處理工藝對(duì)低合金鋼組織和性能的影響分析

王和士

摘 要：本文以下通過對(duì)3種不同熱處理工藝技術(shù)對(duì)低合金鋼組織進(jìn)行綜合處理，對(duì)鋼的基本組織與性質(zhì)進(jìn)行探究。從各項(xiàng)研究成果中能看出，通過退火與調(diào)質(zhì)結(jié)合、調(diào)質(zhì)與退火以及相關(guān)熱處理工藝進(jìn)行有效結(jié)合，通過完整處理之后低合金鋼組織主要是馬氏體位向的回火索氏體，但是通過處理之后的鋼內(nèi)部鐵素體會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)的方向變化，會(huì)呈現(xiàn)出板條樁與多變形狀，在熱處理工藝基礎(chǔ)上能夠全面提升鋼的基本抗拉強(qiáng)度值與屈服強(qiáng)度值，更好地突出鋼在強(qiáng)度方面的潛藏優(yōu)勢(shì)。

關(guān)鍵詞：低合金鋼；顯微組織；性能；回火索氏體

ZG18Mn Cr Mo RE的基本鑄態(tài)組織是針狀鐵素體、塊狀鐵素體以及細(xì)珠光體構(gòu)成，其中在局部區(qū)域分布的細(xì)珠光體實(shí)際分布較為明顯，經(jīng)過放大處理之后的組織變化性更加突出。本文以下主要在分析三種不同熱處理工藝基礎(chǔ)上進(jìn)行綜合性處理，對(duì)鋼基本組織以及性能變化規(guī)律等進(jìn)行探究。

一、熱處理工藝概述

主要的熱處理工藝有退火+調(diào)質(zhì)、正火+調(diào)質(zhì)、退火+正火+調(diào)質(zhì)。其中退火+調(diào)質(zhì)就是將930℃進(jìn)行保溫，時(shí)間控制在100min，隨爐冷卻到550℃空冷。900℃保溫100min水淬。第二種工藝是正火+調(diào)質(zhì)，在910℃進(jìn)行保溫，控制在100min空冷，900℃保溫100min水淬，530℃進(jìn)行保溫水淬。第三種工藝是退火+正火+調(diào)質(zhì)，就是在930℃保溫100min，然后隨爐進(jìn)行冷卻550℃空冷。900℃保溫100min之后進(jìn)行水淬[1]。

二、熱處理工藝對(duì)低合金鋼組織產(chǎn)生的影響分析

經(jīng)過完整的熱處理工藝之后各個(gè)組織主要是馬氏體位向的回火索氏體，在各項(xiàng)處理工藝技術(shù)中，通過應(yīng)用第三種處理工藝之后的低合金剛組織密度值更加均勻化，晶體內(nèi)部存在的鐵素體體積較小。低合金鋼經(jīng)過熱處理工藝操作之后，對(duì)比不同處理措施應(yīng)用之后的組織可以看出，第三種處理方式使得鋼組織更小，晶粒中鐵素體更短。退火+調(diào)質(zhì)處理之后，低合金鋼中鐵素體主要是呈現(xiàn)出板條分布形狀，鐵素體實(shí)際間距較大。經(jīng)過正火與基本調(diào)質(zhì)處理之后低合金鋼組織鐵素體實(shí)際間隔距離較小，這樣確保鋼材在實(shí)際應(yīng)用中具有良好的強(qiáng)度值，也是此項(xiàng)工藝技術(shù)應(yīng)用的優(yōu)勢(shì)之處。通過應(yīng)用退火+正火作為基本的預(yù)熱處理，能夠?qū)Я＿M(jìn)行全面細(xì)化，確保晶粒密度更小，結(jié)晶溫度較低。所以目前能從較低的溫度中獲取鐵素體，這樣能夠全面提升鋼的基本韌性[2]。

三、熱處理工藝對(duì)低合金鋼性能產(chǎn)生的影響

（一）基本強(qiáng)度

從圖1中能夠看出在應(yīng)用不同熱處理技術(shù)基礎(chǔ)上對(duì)低合金鋼進(jìn)行處理之后，實(shí)際產(chǎn)生抗拉強(qiáng)度以及屈服強(qiáng)度值存在較大差異。對(duì)于不同的低合金鋼，應(yīng)用工藝一與工藝二處理之后的抗拉強(qiáng)度值要低于工藝三處理。對(duì)于ZG18Mn Cr Mo RE實(shí)際處理之后抗拉強(qiáng)度要提升約為100MPa。對(duì)于兩種不同的低合金鋼屈服強(qiáng)度來看，通過應(yīng)用工藝二處理之后的屈服強(qiáng)度要低于工藝一與工藝三。工藝一與工藝三之間的屈服強(qiáng)度比值主要為0.89。ZG18Mn Cr Mo RE通過應(yīng)用工藝一、工藝二、工藝三處理之后屈服強(qiáng)度比主要為0.88、0.84、0.86。從各項(xiàng)實(shí)際工藝數(shù)值中夠可以看出，正確應(yīng)用正火+調(diào)質(zhì)熱處理工藝能夠進(jìn)一步降低鋼的屈強(qiáng)比，提升鋼材應(yīng)用韌性，在實(shí)際工程應(yīng)用中具有較大的應(yīng)用價(jià)值。采取不同熱處理工藝對(duì)鋼的屈服強(qiáng)度也會(huì)產(chǎn)生不同影響，所以目前在實(shí)際生產(chǎn)過程中需要結(jié)合具體情況選取相應(yīng)的熱處理工藝[3]。

（二）伸長(zhǎng)率與沖擊韌度

從圖2中可以看出，在應(yīng)用不同熱處理工藝技術(shù)下試驗(yàn)鋼的基本伸長(zhǎng)率，兩種不同的低合金鋼在三種熱處理工藝處理之后伸長(zhǎng)率實(shí)際變化范圍不大。從圖中可以看出，經(jīng)過工藝三處理之后能夠全面提升鋼的抗拉強(qiáng)度以及屈服強(qiáng)度，工藝三與工藝一、二之間伸長(zhǎng)率相比有所提升。

圖3中表示的是在不同熱處理工藝基礎(chǔ)上試驗(yàn)鋼的基本沖擊韌度，從圖中可以看出，對(duì)于兩種低合金鋼，在工藝三處理之后實(shí)際韌度有效提升。當(dāng)?shù)秃辖痄撝泻邢鄳?yīng)夾雜物，鋼的基本韌性會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)變化。通過工藝三處理之后的組織中晶粒內(nèi)部鐵素體主要是呈現(xiàn)出多邊形狀分布，在預(yù)熱處理之后能夠全面消除雜質(zhì)元素的影響，提高鋼的外部沖擊韌性。其中通過退火+正火+調(diào)質(zhì)處理之后具有良好的沖擊韌性。但是應(yīng)用正火+調(diào)質(zhì)處理之后的組織中晶粒內(nèi)部鐵素體間距更低，韌性也有效提升。

結(jié)語(yǔ)：

總而言之，通過不同熱處理工藝方法對(duì)低合金鋼組織與性能影響較大，對(duì)基本強(qiáng)度值、伸長(zhǎng)率、沖擊韌度等都會(huì)造成不同程度影響，目前需要結(jié)合實(shí)際生產(chǎn)要求進(jìn)行合理選取。

參考文獻(xiàn)：

[1]王輝，徐錕.熱處理工藝對(duì)30Cr3MoV低合金鋼力學(xué)性能影響[J].新型工業(yè)化，2017，7（10）：43-48.

[2]姜利坤，劉金海，李國(guó)祿等.熱處理工藝對(duì)低合金鋼組織和性能的影響[J].鑄造，2009，58（2）：148-150.

[3]陳國(guó)清，康凱，付雪松等.熱處理工藝對(duì)重型履帶板用鋼組織與性能的影響[J].材料熱處理學(xué)報(bào)，2011，32（z1）：111-116.