硅锰钥钒钢低温回火脆性问题的研究

D0I:10.13374/j.issm1001053x.1979.02.011 北京钢铁学院学报 1979年第2期 硅锰钼钒钢低温回火脆性问题的研究 北京钢铁学院金相教研室 裘尧使、曹风碳、楊让 摘 要 本文利用冲击韧性试验，断裂韧性试验，显微断口形貌观察及离子探 針等分桥方法研究了硅錳组钒钢的低温回火脆性。试验结果表明，不含组 的硅罐钢，有明显的低温回火脆性，这个脆性出现在360C(以下简称 360°C脆性)。加入组(>0.33%)能使360°C脆性大大减弱，茜至完全 被抑制。但钒含量从0.05到0.33%对360°C脆性无显著影响。组和钒对断 裂韧性的影响具有与冲击韧性相似的规律。离子探針的分析结采表明，硅 证钢360°C脆性的出现是与磷沿奥氏体晶界的偏析有关。 前 言 众所周知，硅加入结构钢中能使钢的低温回火脆性向较高温度推移，扩大了低温回火的 温度范围，为改善钢的综合机械性能创造了有利尔件。硅锰钼钒钢正是利用了硅的这一有利 影响才获得在淬火和低温脆火状态下的良好机械性能。但从硅锰钼钒钢的韧性随回火温度的 变化曲线来看并不很理想，1图1〔1)所示。 32 siMnMov钢回火温度从240°C到320°C钢的中击韧性稍微有些升高。从320°C起继 续升高回火温度一直到600°C钢的冲击韧性不仅不再升高反而缓慢的连续下降，到550~ 00°C达到最低值，然后随画火温度的进一步升高钢的冲击韧性才又开始上升。显然对这种 B 6 482 2 20- 300 6e0 图1回火温度对32 siMnM,V钢冲击制性的影响 钢要通过提高回火温度来改善钢的韧性是有限度的。另外从这条回火韧性曲线上看不出有明 显的低温回火脆性区。但是众所周，大多数低合金超高强度钢都存在有350°C脆性〔2.3 4),硅锰钳钒钢却没有显的反映米，所以人就认为这能足出于钢中加入了较多的硅 120

北 京 钢 铁 学 院 学 报 19 7 9年第 2 期 硅锰钥钒钢低温回火脆性问题的研究 北 京钢 铁学院金 相教 研 室 裘 尧健 、 曹风 豫 、 揭让 摘 要 本 文 利 用冲击 韧性试 验 , 断裂 韧性试 验 , 显微 断 口 形 貌观 察及 离 子探 针等分 析 方法研 究 了硅 锰 扣 钒钢 的低 温 回 火脆 性 。 试 验 结果 表明 , 不 含如 的硅 锰 钢 , 有 明显 的 低 温 回火脆 性 , 这 个脆 性 出现 在 3 6 0 ” C ( 以 下 简称 36 0 “ C 脆 性 ) 。 加入 如 ( > 0 . 3 % ) 能使36 0 O C 脆性 大大减弱 , 甚 至 完全 被 抑 制 。 但 钒含 量 从。 . 05 到。 . 3 % 对 3 6。 。 C 脆 性无 显著影 响 。 如 和钒 对断 裂 韧性 的影 响具 有 与冲击 韧性相 似 的规 律 。 离子探 封 的分 析结果 表明 , 硅 猛 钢 3 6 0 “ C 脆 性 的 出现 是 与磷 浴 奥 氏体 晶 界 的偏 析有关 。 前 口 众所 周知 , 硅加 入结 构 钢 中能使钢 的低 温回 火脆 性向较高 温度 推移 , 扩大 了低温 回火 的 温度 范 围 , 为改 善钢 的综 合机 械 性能创 造 丁 有利 条件 。 硅 锰 铂钒钢 正是利 用 了硅 的这一 有利 影响才 获得 在淬 火和低 温脆 火状 态下 的 良好 机械 性 能 。 但从硅 锰 铂钒 钢的 韧性 随 回火温 度的 变 化曲线来看 并 不 很理 想 , 如 图 1 〔1〕所 示 。 32 s i M n M o v 钢 回 火 温度 从 24 0 “ C 到 3 20 “ C 纲的冲击 韧 性稍微 育 些 升 高 。 从 3 20 “ C 起 继 续 升 高 回 火温 度一 直到 6 0 0 O C 钢 的 冲击韧 性 不 仅不 再 升 高反而 缓慢 的 连续 下 降 , 到 5 50 ~ 。 o ” C 达 到最 低值 , 然后 随 回火温 度的进一 步 升 高钢 的冲 击韧 性才 又开 始 上 升 。 显 然对这 种 9 一`阳 卜 l r 毛I仁卜 卜卜 1 2 乡之,`4口 r 沪十 飞 分誉气咬 _ _ L _ _ _ _ _ J _ _ _ _ _ 眨 _ _ _ _ _ _ _ _ r _ _ 夕口口 才 J口 在 , “ c夕 图 l 回 火温 度对 3 2 5 1入1 : , 入I 、 〕 V 钢冲击 韧性的影 响 钢要通 过 提 高回 火温度 来 改善 钢的 韧性 是有限度 的 。 另外 从这 条 回火 韧性 曲 线上看 不 出 有明 显 的 低温 回火脆 性 区 。 但是众 所周 知 , 大 多数低 合 金超 高强 度 钢都 存 在 有 3 5 0 ” C 脆性 〔2 . 3 4 〕 , 硅 锰 铂 钒 钢却没 有明显的反 映 出来 , 所 以 有 人 就认 为这 可能 是由 于训 中加入 了较 多 的硅 1 2 0 DOI: 10. 13374 /j . issn1001 -053x. 1979. 02. 011

致使低温回火脆性被推移到与高温回火脆性衡接起来」。为了弄清这个问题我们研究了不含 钼、钒的硅锰钢在淬火和回火过程中其冲击韧性的变化，见图2〔5)。从图上可以看出，当 钢中不含钼钒时，回火到360°C在冲击韧性曲线上出现一个明显的脆性谷，这就否定了硅锰 钢不存在低温回火脆性的看法，并说明钼、钒对32硅锰钼钒钢低温回火脆性的重要影响。所 以本工作着重研究了钼、钒对硅锰钢低温回火脆性的影响。 米 米 d 回火温度C 图2硅錳钢(0.05%V)的冲击韧性与回火温度的关系 一、研究用钢及試验方法 本试验用钢（见表1）均在30公斤非真空感应炉冶炼，再经过大气电渣炉重熔，把电渣 钢锭在1180~850°C的温度范围中锻成直径20毫米的棒料，14×14毫米的方条和24×14毫米 的扁坯。将所有坯料经过低温退火，然后加工成所需的各种试样。 表1 炉 化学 成 分 (%) C Si Ma Mo S 39 0.36 1.74 1.79 0.05 6.021 0.002 40 0.36 1.65 1.69 0.33 0.06 0.026 0.002 41 0.36 1.65 1.80 0.60 0.06 0.025 0.002 53 0.35 1.68 1.84 0.86 0.07 0.025 0.002 42 0.36 1.65 1.81 / 0.16 0.025 0.002 46 0.36 1.55 1.80 1 0.33 0.023 0.002 45 0.35 1.57 1.74 0.90 0.17 0.025 0.002 56 0.36 1.50 1.83 0.59 0.29 0.025 0.002 冲击韧性是用10×10×55毫米带“U”型缺口的梅氏冲击试样测定的。 断裂韧性是采用 10×20×100毫米单边缺口予制疲劳裂纹的三点弯曲试样在国产的10吨万能材料试验机上借 助于动态应变仪及X一Y函数记录仪进行的。并利用SMI一300型凶子质谱仪分析了杂质元素 在奥乐体晶界的分布。 二、試验结果及分析 本工作首先研究了钼和钒对硅锰钢低温火脆性的影响。图2是不加入钼和钒的硅锰钢在 回火过程中冲击韧性的变化曲线。从曲线可以看出，在360°C附近，曲线上出现了一个明显 的脆性谷。以后称这个脆性谷为360°C脆性。 给硅锰钢中加入不同量的钒，观察钒对硅锰钢360°C脆性的影响（见图3）。从图3 以看出，把钒的含量从0.05%提高到0.33并没有改变原来硅锰钢回火曲线的特征，360°C 121

致使低温 回火脆 性被推 移到与高温 回火 脆性街接起来 了 。 为了弄清这个问题我们研究了不 含 钥 、 钒的硅锰 钢在淬火和 回火过程 中其 冲击韧 性的 变化 , 见图 2 〔S J 。 从 图上可以 看出 , 当 钢 中不 含钥钒时 , 回火到 36 o0 C 在冲击韧 性曲线上 出现一 个明显 的脆性谷 , 这就否定了硅 锰 钢不存在低 温回 火脆性的看 法 , 并说明钥 、 钒对 32 硅 锰 钥钒钢低 温回火脆性 的重要 影 . 响 。 所 以 本工 作着 重研究 了相 、 钒对硅 锰 钢低温 回 火 胎性 的 影 响 。 兴回\ 。 洲火令川 回 火温 度 “ C 图 2 硅 猛 钢 (0 . 05 % V ) 的冲击 韧性与回 火温度的关 系 一 、 研 究用 钢及拭验 方法 本试 验用 钢 ( 见表 1 ) 均在 30 公 斤非真空感应 炉冶 炼 , 再经过 大气 电渣炉重熔 , 把电渣 钢锭在 1 1 8。~ 8 5 。 ’ C 的温度范围 中锻 成直径 20 毫米 的棒 料 , 14 、 14 毫 米的方 条和 24 又 14 毫 米 的扁坯 。 将 所有坯 料经过 低温 退火 , 然后加工成 所需的 各种试 样 。 表 1 -一一一一一节一- 一一一- 一- - %一 l 成一 分一M 一 | 学一、 一 。一M 化一 .一t左 ù八卜八;Jld we合l s了“tn , ǔ内ù卜工廿尸,叮`内O汽DJbna 函. ǔ工, 上上了1 ,1 .一通1. 1 一 ! ! 炉号 ì 6 . 0 2 1 0 . 0 2 6 0 . 0 2 5 0 . 0 2 5 0 . 0 2 5 0 . 0 2 3 0 . 0 2 5 0 . 0 2 5 0 . 0 0 2 0 . 0 0 2 0 . 0 0 2 0 . 0 0 2 0 . 0 0 2 0 . 0 0 2 0 . 0 0 2 0 . 0 0 2 S “On甘八Uó.ù 八心O丹了 . … 0nUn ù“U 乃QeOU QnU八Dq / / : 。 1 . 7 9 八Unn ù 0 . 16 0 . 3 3 0 . 1 7 0 . 2 9 /产矛 / nOJUJ 4土1 6 é八XR 00 屯电勺. 0 . 9 0 0 . 5 9 门任八」UJ 0QUtZ , : 玄, . 1 曰1. 36536 一八U 0 nU o . n ùó nUO ù ǔ . 一拓56村41536239 ` 冲击 韧性是用 10 x 10 x 5 毫米带 “ U ” 型缺 口 的梅氏 冲击试样测定的 。 断裂韧性是采用 10 x2 0 x 10 0毫米单边缺口 予制疲劳裂纹的 三点 弯曲试样 在国产 的 1 0吨万 能材料试验 机上借 助于动态应变仪及 X 一Y 函数记录仪进行的 。 并利 用 5 M l 一3 0 型 离子质谱 仪分析了杂质元 素 在奥稀体晶界的分布 。 ` 二 、 献 验 结果 及分 析 本工 作首先研究 了钥和 钒对硅锰钢低温火脆性的影响 。 图 2 是不加入 钥和钒 的硅锰 钢在 回火过 程 中冲击韧 性的变化 曲线 。 从曲线可 以 看 出 , 在3 6 0 “ C 附近 , 曲线上出现了一 个明显 的脆性谷 。 以 后称 这个脆性谷 为 3 6 0 0 C 脆 性 。 给硅锰钢 中加入 不同 量的钒 , 观察钒 对硅锰 钢 3 60 “ C 脆性的 影响 ( 见 图 3 ) 。 从 图 3 : ` j - 以看 出 , 把 钒的 含量从0 . 05 % 提 高到 0 . 3 并没有改 变原 来 硅锰 钢回火 . 曲线的特征 , 3 6 0 O C 12 1

的脆性谷依然存在，只是由于钒的加入，谷的深度稍有减小。但是从曲线的总体来看，由 钒的加入使钢的冲击韧性的水平相对降低了，尤其是含钒量在0.16%左右时更为明显，原因 尚不清楚。 如果在硅锰钢中不加钒而加入钼，或是钼钒同时加入，在回火过程中钢的韧性将产生何 种影响？ 0—-3装(0.05%钒) 4一-42#(0.16%钒) 口一.46装(0.33%钒) 20 30 4p0 560 200 回火温度。C 图3 硅兹轨钢的冲击韧性与回火温度的关系 o- 一50莽（无州） △一-40常(0,33%11) 口一--41#(0.G0%们) 0一--53雾(0,81%1) 止 0 0 20 400 50 doo 回火温度C 图4回火温度对硅饼细钢冲击湖性的影响 从图4的曲线可以看出，当钢中加入大于0.33%的原来在360°C出现的脆性谷则从冲 击韧性曲线上消失了。这说明，组对于抑制低温回火跪性有一定的作用。看来硅锰钼钒钢之 所以没有明显的360°C脆性：与钼在：的作州是分不升的。但是，随着钼含量的进一步增加 直到0.86%并未伴随着钢的韧性的进一步改善。 从硅锰钢和硅锰钳钢断口形貌的研究表 明，硅锰钢(39#钢)淬火和360°C回火后的 断口是典型的沿晶断口（图5），而且有大超 的沿晶二次裂纹，但同样成份的硅锰钢当加入 少量钼(0.59%)，其360°℃回火后的断口 形貌就不再是脆性的沿品斷口，而变为穿品的 韧性孔坑断口（见图6）或茗是以孔坑为主礼 有少量准解理的混合断口。这与钒游击制 性的影响相吻台的。 图5 0.05%V的硅錳钒钢(39号)360°C 与此同时，还观察了不含钳的39#钢在非 回火后的所口形统×1000 脆性区(280°C和400°C)回火后的断口形貌。 122

致使低温 回火脆 性被推 移到与高温 回火 脆性街接起来 了 。 为了弄清这个问题我们研究了不 含 钥 、 钒的硅锰 钢在淬火和 回火过程 中其 冲击韧 性的 变化 , 见图 2 〔S J 。 从 图上可以 看出 , 当 钢 中不 含钥钒时 , 回火到 36 o0 C 在冲击韧 性曲线上 出现一 个明显 的脆性谷 , 这就否定了硅 锰 钢不存在低 温回 火脆性的看 法 , 并说明钥 、 钒对 32 硅 锰 钥钒钢低 温回火脆性 的重要 影 . 响 。 所 以 本工 作着 重研究 了相 、 钒对硅 锰 钢低温 回 火 胎性 的 影 响 。 兴回\ 。 洲火令川 回 火温 度 “ C 图 2 硅 猛 钢 (0 . 05 % V ) 的冲击 韧性与回 火温度的关 系 一 、 研 究用 钢及拭验 方法 本试 验用 钢 ( 见表 1 ) 均在 30 公 斤非真空感应 炉冶 炼 , 再经过 大气 电渣炉重熔 , 把电渣 钢锭在 1 1 8。~ 8 5 。 ’ C 的温度范围 中锻 成直径 20 毫米 的棒 料 , 14 、 14 毫 米的方 条和 24 又 14 毫 米 的扁坯 。 将 所有坯 料经过 低温 退火 , 然后加工成 所需的 各种试 样 。 表 1 -一一一一一节一- 一一一- 一- - %一 l 成一 分一M 一 | 学一、 一 。一M 化一 .一t左 ù八卜八;Jld we合l s了“tn , ǔ内ù卜工廿尸,叮`内O汽DJbna 函. ǔ工, 上上了1 ,1 .一通1. 1 一 ! ! 炉号 ì 6 . 0 2 1 0 . 0 2 6 0 . 0 2 5 0 . 0 2 5 0 . 0 2 5 0 . 0 2 3 0 . 0 2 5 0 . 0 2 5 0 . 0 0 2 0 . 0 0 2 0 . 0 0 2 0 . 0 0 2 0 . 0 0 2 0 . 0 0 2 0 . 0 0 2 0 . 0 0 2 S “On甘八Uó.ù 八心O丹了 . … 0nUn ù“U 乃QeOU QnU八Dq / / : 。 1 . 7 9 八Unn ù 0 . 16 0 . 3 3 0 . 1 7 0 . 2 9 /产矛 / nOJUJ 4土1 6 é八XR 00 屯电勺. 0 . 9 0 0 . 5 9 门任八」UJ 0QUtZ , : 玄, . 1 曰1. 36536 一八U 0 nU o . n ùó nUO ù ǔ . 一拓56村41536239 ` 冲击 韧性是用 10 x 10 x 5 毫米带 “ U ” 型缺 口 的梅氏 冲击试样测定的 。 断裂韧性是采用 10 x2 0 x 10 0毫米单边缺口 予制疲劳裂纹的 三点 弯曲试样 在国产 的 1 0吨万 能材料试验 机上借 助于动态应变仪及 X 一Y 函数记录仪进行的 。 并利 用 5 M l 一3 0 型 离子质谱 仪分析了杂质元 素 在奥稀体晶界的分布 。 ` 二 、 献 验 结果 及分 析 本工 作首先研究 了钥和 钒对硅锰钢低温火脆性的影响 。 图 2 是不加入 钥和钒 的硅锰 钢在 回火过 程 中冲击韧 性的变化 曲线 。 从曲线可 以 看 出 , 在3 6 0 “ C 附近 , 曲线上出现了一 个明显 的脆性谷 。 以 后称 这个脆性谷 为 3 6 0 0 C 脆 性 。 给硅锰钢 中加入 不同 量的钒 , 观察钒 对硅锰 钢 3 60 “ C 脆性的 影响 ( 见 图 3 ) 。 从 图 3 : ` j - 以看 出 , 把 钒的 含量从0 . 05 % 提 高到 0 . 3 并没有改 变原 来 硅锰 钢回火 . 曲线的特征 , 3 6 0 O C 12 1

从图7和图8可以看，无论是280C回火或 者是400°C回火，其断口形貌都是以孔坑为主 求有准解抑的混合断门.丽只行39C间火后 的断门是典型的沿品断「口。这减逃·步证门了 硅锰钢360C跪料：的存在，同时也肯定了组对 这一脆性的影响。 图9和10是含有不同钒的硅锰钢经360°C 回火后的断口形貌。“1合钒量为0.05%时其断 口形貌是典型的沿晶断口见☒5，而当钒的： ☒6 硅錳组钒钢(56号)360°C回火后的 断口形貌×2000 量增加到0.16%时，在断口上就有少量的孔坑 图7 含0.5%V的硅锰锐钢(39号)280°C 图8含0.05%V的硅锰钒钢(39号)400C 回火后的断口形貌×200 回火后的断口形貌×2000 和准解理现，进一步把钒提高到0.33%时，断裂形貌就变成了少量沿晶和准解理的混合断 裂。与此同时，其冲韧性作也育机应地提高。这说钒在建锰中寸360C脆性有一定 的抑制作用。 图9 合0.16%V的硅话钒钢(42号)360C图10含0.33%V的硅锰钒钢(46号)3G0°C 回火后的断口形貌×2000 回火后的将口形貌×2000 为了了解们在硅锰钒钢对低温问火脆性的作用机理，在研究冲击韧性和断裂韧性的同 附还通过肉子探针对沿晶断裂表面的微区域的化学：成份进行了分析（见图11)。在所分析的 元素中（有硅、毓、钒、硫、磷等）除磷外，其它元素基本上是均匀分布的。丽磷在原奥氏 体晶界附近有严重的偏析。这就有根据认为在硅锰钢或硅锰钒掬中出现的360°C脆性可能与 磷在奥氏体晶界的偏析有关。这与s、k,Bancrji〔2)的实验结果是-致的。们能使硅锰钢 的360°C跪性消失或大大减弱，可能与们加入后改变了磷在钢中的分布，消除或减轻了磷在 奥氏体晶界的偏析，这样就避免了回火马氏体的沿品断裂，因而使淬火和低温回火状态下的 123

从阁 7 和 图 8 可 以 看出 , 无 沦是 28 0 “ C 回火 或 者是 4 0 0 ” C 回 火 , 其 断 口 形 貌都是 匕.) 孔坑 为主 夹有准解 . 叩的 混合断 门 . 而 只 诌3 9 。 “ C 卜弓火后 的 断 日 是 典型 的沿 : 、7 . 断 「! 。 飞 。仁生 · 步 诩 明 了 硅锰 钢 3 6 0 0 C 脆性 的存在 , 同 时也肯 定了 铜对 这一 脆性 的影响 。 图 9 和 10 是 含有不同钒 的硅 锰 婀 经 3 60 0 C 回火 后的断 口 形 貌 。 当含钒 量为。 . 0 5% 月J 一 其断 口 形 貌是典型 的 沿晶断 甲见 图 5 , 而 当臼毛的 介 量增加到 。 . 16 % 时 , 在断 口 上就 有少 最的孔 坑 硅 锰 扣 钒 钢 (5 6 号 ) 3 6 0 “ C 回 火后 的 断 口 形 貌 x Z 0 0 0 图 7 含0 . 5 % V 的硅 锰 饥钢 (3 g 号 )2 S O O C 图 8 回火后 的断 口 形貌 x Z。〔旧 含 0 . 05 % V 的硅 锰 钒钢 ( 3 9号 )4 0 0 0 C 回火后 的断 口 形貌 工 X 2 0 0 0 和准解理 出现 , 进一 步把钒 提高 到。 . 3 % 时 , 断 裂形 貌就 变 成 了少 一 帚沿晶和 准解理 的混合 断 裂 。 与此同时 , 其冲、 {犷ir)J, 比赦 也 有相应 J 一 电提 高 。 这 泛 明饥 在 硅锰 训 中付 3 6 0 “ C 脆 性有一 定 的抑 制作用 。 图 9 含 0 . 16% V 的硅锰 饥钢 州 2号 ) 3 6 0 O C 匹110 · 含 0 . 3 3% V的硅锰 钒 钢 ( 4 6号 ) 3右 O O C 回 火后 的断 口 形 貌 X Z OO。 回 火 后 的 断 口 形 貌 x Z 0 0 0 为了 了解 扣在 硅锰 饥钢 小对低 温 回 火 脆州几的作 用机理 , 在 研究 冲击 闭性 和 断 裂韧性 的 同 时还通 过 离子探钊 一 对 f{、晶断裂 表而 的微区 域 的化学 成 份进行 了 分析 ( 见 图 1 1) 。 在所分析 的 元素 中 ( 有硅 、 锰 、 钒 、 硫 、 磷 等 ) 除磷外 , 其它元 素墓 本 _ L是均 匀分布的 。 而磷 在原 奥氏 体晶界 附近有严重的 偏 析 。 这就 有根据 认为在 硅锰 钢 或硅 锰钒 钢巾出现的 3的 。 C 脆性可 能 与 磷在奥 氏体 晶界的偏析 有关 。 这 与 s 、 k 、 B a o c r j i 〔2〕的 实验结果是 一 致 的 。 钥能 使硅锰 钢 的 36 r C 脆性消失或 大大减弱 , ` 可 能 一 与句}] 口入 后改 变 了磷在钢 中的 分布 , 消除或减轻 了磷在 奥氏体晶 界的偏 析 , 这样就避 免了回 火马 氏体的 沿耀 、断裂 , 因而使 淬 火和低 温回 火状 态下的 1 2 3

t=1×200 42# C=200×1 浓度 wwhwwwihy 150 200 深度（秒） 图11磷在硅锰钒钢中沿奥氏体晶界附近的分布（离子探针的分析结果） 42#钢920°℃淬火360°C回火。 韧性得以改善。但加入钼后是否改变了磷在晶体分布尚无直接的实验根据。因为加钥后未能 得到沿晶断口，故无法利用离子探针进行内界面的成份分析。 钼和钒对硅锰钢在淬火和回火状态下断裂韧性的影响与冲击韧性有相似的规律。但值得 注意的是，当硅锰钢中不含细时，在其冲击韧性与间火温度的关系曲线上有明显的360°C脆 性谷出现，如果钢中加入钥，这个脆性谷即会消失。但在断裂韧性与回火温度的关系曲线上， 不管钢中加不加钥360°C脆性都存在，见图12和13。只是加钼后脆性谷的深度减小了。整个 惭裂韧性的水平也有相应的提高，虽然360°C脆性在冲击韧性曲线上反映不出来而在断裂韧 性曲线上却依然存在。看来，断裂韧性对低温回火脆性更敏感。 0-39￥(0.05%钒) 4一·12算0,1G%悦) 240 u一--46来(0.53%饥) z\6- 220L 光景 B -D 20 止 /8a 60 出 120 240 280 320360 回火温度 图12钒对淬火状态的硅锰钢在回火过程中断裂韧性的影响 三、小结 通过以上试验结果的分析对硅锰钥钒钢的低温回火脆性应有以下的认识： 1.硅锰钢有明显的360°C脆性，加入钼能使360°C脆性消除或大大减弱， 2.钒对硅锰钢360°C脆性无明显影响。但是由于钒的加入使钢的冲击韧性水平在整个 问火温度范围中相对降低了。尤其是含钒量在0.16%时更明显。 124

相对度磷浓 深 度 ( 秒 ) 图1 1 磷在硅 锰 钒 钢 中浴 奥氏体 晶 界 附近 的分 布 ( 离子探 针 的分 析结 果 ) 4 2移钢9 2 0 O C 淬火3 6 0 O C 回 火 。 韧 性得以改善 , 但加入铂 后是否改变了磷在 晶体分布 尚无 直接 的实验根据 。 因为加铂 后未能 得 到 沿 晶断口 , 故无 法利用 离子探针进行 内界面的 成份 分析 。 钥和钒对硅锰 钢在淬火和 回火状态下 断裂 韧 性的影响 与冲击韧 性有相 似 的规律 。 但值得 注意 的是 , 当硅锰钢 中不含铂时 , 在其冲击 韧性 与回 火温度 的关系 曲线上有明显的 3 60 O C 脆 性谷出现 , 如果钢 中加入 钥 , 这个脆 性谷 即会 消失 。 但 在断裂韧 性 与回火温度的关系曲线上 , 不管钢中加不加 铂 3 6 0 O C 脆 性都存在 , 见 图 12 和 13 。 只 是加 铂 后脆性谷 的深 度减小了 。 整 个 断 裂韧 性的水 平也 有相 应的 提高 , 虽然 3 6。 。 C 脆 性在 冲击韧 性 曲线 上反 映不 出来 而在断裂 韧 性曲 线上却依 然存在 。 看 来 , 断裂 韧 性对 低温 回 火脆 性更敏威 。 o — 3 9纬( 0 . 0 5萝石讥 ) 八 一 一1 2莽` p 一 6% 讥 ) u 一 - 一`。莽( 0 . 5 3 % 全凡) !卜 1 | 。 、 、 , ,z, 、 “ \ 、 沙-z , 甘 ] 」 _ _ _ 切a0-口口o 翻拍扣,le 。。\e “肠阳 翻呆火令\ 了 2刁口 之口口 于 2口 子` 口 4 0口 回 火 温 度 图 1 2 钒对淬火状态的硅 猛钢 在 回 火过 程 中断裂 韧性 的影 响 三 、 小 结 通 过 以 上试 验结果 的分析对 硅锰 钥钒钢 的低温 回 火脆性应 有以 下的 认识 : 硅 锰钢 有明显的 3 6 0 O C脆 性 , 加入 钥 能使 3 6 0 0 C脆 性消 除 或大大减弱 ; 钒对 硅锰 钢 3 6 0 0 C 脆 性无 明显 影响 。 但 是 由于钒 的加入使钢的 冲击 韧性水平 在整 个 回火温 度范围 中相 对降低 了 。 尤其 是含钒量 在0 . 16 % 时更 明显 。 革2 4

。一39零（形1） △一-40#(0.33%) 22 口一--41#(0.60%细) ×---33#(0.8门) 200 烟 白 20. 20 ▣火温度C 图13细对淬火状态的硅锰钢在回火过程中断裂韧性的彩响 3.钼对硅锰钢在回火过程中冲击韧性1断裂韧性：的影响规使是…改的。它们的差异仅 在于钥只能减轻而不能消除断裂韧性曲线上的360°C脆性。 4.硅锰钢及硅锰钒钢中的360C脆性可能与磷在奥氏体品界的偏析有关，加入钼可能 由于改变了磷在纲中的分布而导致360°C脆性减弱或消除。 参考文献 〔1)北京钢铁学院科研部内部资料1974 (2)S,k.Banerji,C.J.McmaHon,Jr,and H.C.Feny:1969,4,p.817 (4)J.R.Rellick and C.J.Mcmah on,Jr.:1974,5,p. 2439 (5) 北京钢学院科研部内部资料1979 125

— r 器莽 工 扣 , — 一 4 0莽( 0 ` 3 3% 李{1) :: . 6 0% 全目) S C “ 袄宁日、 吞口 口 八仓 栩卿脚别幼脚 、 / · 。·书崛火令\ 图 13 回 火温 度 “ g 妇对 淬 火状态 的硅 锰钢 在 回 火过程 中断裂 韧性 的影 响 3 . 钥对硅 锰钢 在回 火过程 中冲击 韧性和断 裂韧 性 的影 响 规 律 是 一 致 的 。 它们 的差 异仅 在于铝只能减 轻 而不 能消 除断裂 韧 性曲线 上的 3 6。 “ C 脆 性 。 4 . 硅锰 钢 及硅锰钒 钢中 的 3 6 0 “ C 脆 性 可 能 与磷在 奥氏体 品界 的偏 析 有关 , 加 入 铂可 能 由于改 变 了磷 在钢 中的分布而 导致 3 6 0 O C 脆性 减 弱 或消除 。 参 考 文 献 〔1〕 北京 钢铁 学院科 研部 内部资料 19 7 4 〔2〕 5 . k . B a n e r j i , C . J , M e m a H o n , J r , a n d H . C . F o n y : g A , 19 7 8 , 2 , P . 2 3 7 〔3 〕 E . B . K u l ,、 a n d A , A 。 A n e t i l : 一9 6 9 , 4 , p . 8 17 〔4〕 J . 尺 . R e l l i e k a n d C . J . M e m a h o n , J r . : 1 9 7 4 , 5 , p . 2 4 3 9 〔5 〕 北京 钢铁学院科 研部内部资料 1 9 7 9 12 5