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第8期 陈林恒等：回火温度对600MPa级低碳贝氏体钢组织和力学性能的影响 .987. 在贝氏体相变时由于体积效应产生的相变位错，该 主要原因，而大量20nm以下的(Nb,Ti)(C,N)析出 类位错比较平直，没有被钉扎，在回火过程中容易消 粒子是屈服强度上升的主要原因，较高回火温度下 失；组织演变主要是在高温回火过程中，贝氏体向更 伸长率升高明显是由部分位错的消失和部分贝氏体 加稳定的多边形铁素体转变，即发生了一定程度的 组织的多边形回复所引起的软化造成的. 回复作用.因此，这种软化作用使得伸长率升高较 明显，由回火前的16%增加到700℃回火时的 参考文献 20%,同时也使抗拉强度降至最低·另外，随着回火 [1]Rodrigus P C M,Pereloma E V,Santos D B.Mechanical proper- 温度的升高，部分析出粒子出现一定程度的粗化，因 ties of HALA bainitic steel subjected to controlled rolling with ae 此屈服强度会有所下降；但与回火前相比，屈服强度 celerated cooling.Mater Sci Eng A.2000.283:136 不降反升的原因主要是这种软化并不能抵消因析出 [2]Li HL.Guo S W.Feng Y R.et al.Microscopic Structure and 而产生的强化作用， Identification Atlas of High Strength Microalloyed Pipeline Steel.Beijing:Petroleum Industry Press.2001:8 4结论 (李鹤林，郭生武，冯耀荣，等高强度微合金管线钢显微组织分 析与鉴别图谱-北京：石油工业出版社，2001：8) (I)基于CSP流程生产Fe一Mn Nb B系低碳 [3]Krauss G.Thomposon T W.Ferritic microstructure in continu- 贝氏体高强钢，轧后快冷后，可得到含有较高含量粗 ously cooled low and ultralow carbon steels.ISIJ Int.1995,35; 大M/A岛的粒状贝氏体组织；屈服强度和抗拉强 937 [4]Shibata K,Asakura K.Transformation behavior and microstruc- 度分别达到630MPa和825MPa, ture in ultra-low carbon steels.ISIJ Int,1995,35:982 (2)回火对钢的屈服强度和抗拉强度影响均较 [5]Fujiwara K.OkaguchiS,Ohtani H.Effect of hot deformation on 大，回火后屈服强度有不同程度的提高，而抗拉强 bainite structure in low carbon steels.ISIJ Int,1995,35:1006 度则有不同程度的下降，回火温度较低时，伸长率 [6]Kang Y L.Chen QJ.Wang K L,et al.Study on heat treatment 虽有所提高但幅度不大，随着回火温度的升高，伸长 process of the 700 MPa grade low carbon bainitic steel.Trans 率增加较为明显，回火温度在650~700℃时可获 Mater Heat Treat.2005.26(3):96 (康永林，陈庆军，王克鲁，等.700MPa级低碳贝氏体钢的热处 得较为优良的综合性能 理工艺研究.材料热处理学报，2005,26(3)：96) (3)回火后组织中M/A岛状组织发生了分解， [7]Yang S W,Shang C J.He X L.Stability of ultrafine microstrue- 且随着回火温度的提高，M/A岛状组织分解更彻 tures during tempering.J Univ Sci Technol Beijing,2001. 底；回火前，析出粒子主要是尺寸为20~50nm的复 8(3):119 合析出物(Ti,Nb)(C,N);回火后，除原有析出粒子 [8]Wu H B.Yang S W.Tang D.et al.Thermo-stability of ultra fine microst ructures in low carbon microalloyed steel.Heat Treat 外，还出现了大量的尺寸在20nm以下的以Nb析 Me,2007,32(9):41 出为主的复合析出粒子(Nb,Ti)(C,N) (武会宾，杨善武，唐获，等低碳微合金钢中超细组织的热稳定 (4)大块M/A组织的分解是抗拉强度下降的 性研究，金属热处理，2007,32(9)：41)在贝氏体相变时由于体积效应产生的相变位错该 类位错比较平直没有被钉扎在回火过程中容易消 失；组织演变主要是在高温回火过程中贝氏体向更 加稳定的多边形铁素体转变即发生了一定程度的 回复作用．因此这种软化作用使得伸长率升高较 明显由回火前的 16％ 增加到 700℃ 回火时的 20％同时也使抗拉强度降至最低．另外随着回火 温度的升高部分析出粒子出现一定程度的粗化因 此屈服强度会有所下降；但与回火前相比屈服强度 不降反升的原因主要是这种软化并不能抵消因析出 而产生的强化作用． 4 结论 （1） 基于 CSP 流程生产 Fe－Mn－Nb－B 系低碳 贝氏体高强钢轧后快冷后可得到含有较高含量粗 大 M／A 岛的粒状贝氏体组织；屈服强度和抗拉强 度分别达到630MPa 和825MPa． （2） 回火对钢的屈服强度和抗拉强度影响均较 大．回火后屈服强度有不同程度的提高而抗拉强 度则有不同程度的下降．回火温度较低时伸长率 虽有所提高但幅度不大随着回火温度的升高伸长 率增加较为明显．回火温度在650～700℃时可获 得较为优良的综合性能． （3） 回火后组织中 M／A 岛状组织发生了分解 且随着回火温度的提高M／A 岛状组织分解更彻 底；回火前析出粒子主要是尺寸为20～50nm 的复 合析出物（TiNb）（CN）；回火后除原有析出粒子 外还出现了大量的尺寸在20nm 以下的以 Nb 析 出为主的复合析出粒子（NbTi）（CN）． （4） 大块 M／A 组织的分解是抗拉强度下降的 主要原因而大量20nm 以下的（NbTi）（CN）析出 粒子是屈服强度上升的主要原因．较高回火温度下 伸长率升高明显是由部分位错的消失和部分贝氏体 组织的多边形回复所引起的软化造成的． 参 考 文 献 ［1］ Rodrigus P C MPereloma E VSantos D B．Mechanical properties of HALA bainitic steel subjected to controlled rolling with accelerated cooling．Mater Sci Eng A2000283：136 ［2］ Li H LGuo S WFeng Y Ret al．Microscopic Structure and Identification Atlas of High Strength Microalloyed Pipeline Steel．Beijing：Petroleum Industry Press2001：8 （李鹤林郭生武冯耀荣等．高强度微合金管线钢显微组织分 析与鉴别图谱．北京：石油工业出版社2001：8） ［3］ Krauss GThomposon T W．Ferritic microstructure in continuously cooled low and ultralow carbon steels．ISIJ Int199535： 937 ［4］ Shibata KAsakura K．Transformation behavior and microstructure in ultra-low carbon steels．ISIJ Int199535：982 ［5］ Fujiwara KOkaguchi SOhtani H．Effect of hot deformation on bainite structure in low carbon steels．ISIJ Int199535：1006 ［6］ Kang Y LChen Q JWang K Let al．Study on heat treatment process of the 700MPa grade low carbon bainitic steel．T rans Mater Heat T reat200526（3）：96 （康永林陈庆军王克鲁等．700MPa 级低碳贝氏体钢的热处 理工艺研究．材料热处理学报200526（3）：96） ［7］ Yang S WShang C JHe X L．Stability of ultrafine microstructures during tempering． J Univ Sci Technol Beijing2001 8（3）：119 ［8］ Wu H BYang S WTang Det al．Thermo-stability of ultrafine microstructures in low carbon microalloyed steel．Heat T reat Met200732（9）：41 （武会宾杨善武唐荻等．低碳微合金钢中超细组织的热稳定 性研究．金属热处理200732（9）：41） 第8期 陈林恒等： 回火温度对600MPa 级低碳贝氏体钢组织和力学性能的影响 ·987·