通过加工热处理实现低合金钢强韧化技术
时间:2015-3-24 15:31:17强化节能以减排CO2，抑制地球变暖已成为全球共识，为确保2020年单位GDP CO2排放量比2005年降低40%-45%的承诺，我国在“十二五”规划中提出，CO2排放指标将和节能指标共同作为约束性指标进行考核。钢铁行业作为高耗能工业，面对这一形势，除了从生产工艺上改进以节能减排CO2外，还应多生产高强度钢材，为汽车、船舶等交通运输工具和房屋、桥梁等钢结构制造节材、节能，为减排CO2做出贡献的同时，这亦是钢铁行业转变增长方式由大变强的一条重要途径。
2.2 马氏体组织
含碳0.6%左右的钢淬火出现的板状马氏体经回火后即具有优良的强度和延性、韧性平衡。板状马氏体组织一个晶粒的厚度，仅0.2μm左右，成为非常薄的板状。淬火状态马氏体晶粒的内部存在1015/m2的高密度位错，其位错密度基本和强加工后的金属相当。中碳低合金钢的板状马氏体组织内部存在高密度位错，经回火后，碳化物微细分散后的回火马氏体组织则可视为“超微细复相组织”的一种。
作为使马氏体组织提高韧性的组织控制法，高温回火、奥氏体晶粒细化和热形变等方面已众所周知，并经常组合应用。对要求高韧性的机械结构用钢的马氏体组织，应在550℃以上、A1点以下高温回火。回火温度愈高，优势越明显。原因在于：1）淬火产生的内部应力经位错回复而降低；2）碳化物可被分散为球状。热形变和奥氏体晶粒细化成为可使马氏体钢强韧化的有效组织控制法。例如，由快速加热淬火使奥氏体粒径微细化至2.5μm的回火马氏体钢（HY130：0.1C-5Ni-0.6Cr-0.5Mo-0.06V-0.7Mn钢），在抗拉强度1400MPa下，屈服强度比一般淬火、回火钢增加，DBTT却下降。
在室温下，对各种磷铁球的屈服强度和V缺口夏比冲击吸收能的关系进行对比试验的结果可知，低合金马氏体钢（0.34C-2Si-1Cr-3Ni）在屈服强度1000MPa附近仍有较好的韧性（吸收能为100J左右）。但屈服强度增大到1400MPa时，则吸收能降低到40J以下与之相比较，以马氏体时效钢为代表的高合金钢（碳以外的合金含量>10%），则在纳米级粒子分散强化的基础上，加上含S、P、夹杂物低、含碳低及含Ni高等因素，在屈服强度和延性、韧性的平衡上优于低合金钢。即在屈服强度1500MPa时，冲击吸收能仍高达150J以上，但到1800MPa和2500MPa时分别降到40J和20J以下。