D01:10.13374/i.issnl001053x.2010.09.008 第32卷第9期 北京科技大学学报 Vo132 No 9 2010年9月 Journal ofUniversity of Science and Technobgy Bejjing Se92010 回火温度对1500MPa级直接淬火钢组织与性能的 影响 王立军蔡庆伍武会宾 余伟 北京科技大学高效轧制国家工程研究中心，北京100083 摘要设计了一种新型1500MPa级StM-CE-Ni-MO多组元系低合金、超高强度工程结构钢研究了回火温度对直接淬火 钢组织与力学性能的影响.结果表明，抗拉强度随回火温度的升高而不断降低，屈服强度随回火温度升高先升高后下降延伸 率和冲击功均随回火温度升高呈现先升高、后降低、再升高的变化趋势.分析认为，回火过程组织演变的物理机制一方面包括 板条马氏体和位错亚结构的回复，再结晶软化过程另一方面包括残余奥氏体的分解与马氏体中过饱和碳的脱溶及析出第2 相的强化机制综合作用.250℃回火后，板条马氏体内析出飞碳化物：400℃回火后e碳化物明显粗化产生回火脆性；600℃回 火后部分析出相在奥氏体中形核。在马氏体基体内长大和粗化.最终形态为近似球形另一部分析出相在马氏体内形核、生 长，呈现椭球形或矩形. 关键词高强钢：回火：马氏体；析出：力学性能 分类号T℃1565 Effects of tempering tem perature on them icrostructure and m echan ical proper ties of1 500 MPa grade steel directy quenched WANG Lijn CAIQngwy WUHuibin YUWei Na tionalEngineering Reseah Center brAdvanood Rolling Technoloy Un iversit of Science and Technobgy Beijng Beijing 100083 Chna ABSTRACT A novel tpe of 1500 MPa grade SiMnCrNiMo multi-con ponent u ltrah gh-strength lowalpy strucu ral steel was de s gned The effects of tempering amperature on hemicrostrucure and mechan ical prperties of the directly quenched steelwere inves tgatd The resu lts showed that with ncreasing temperng temperatre the tensile strength contnuously educed while the yiel strength gradualy ncreased and hen decreased The ejongation and mpact energy firsty ncreased hen decreased and increased again with increasng tmperng tmperature The physicalmechan im ofmicrostrucural evoutpn durng tempering ncludes wo aspects (1)re covery and rectstallizaton softening processes of lathm artensite and d is pcation substrucure (2)strengtening mechanim due p de composition of retined austen ite dissoltion of supersaturated carbon and precipitation of the second Phase in martensite e-carb ie PreciPination was pund n ah markensite after tempering at250C.and coursened after temperng at400C.ading o mper embrit tkment After tempering at600C.part of he precpitate phase nucleated n austen ite grew up and coarsened inmarensite evenual ly shoved quasi-sphercal shape the other pan of he precpitate nuc eated and grew up n marensite and appeared ellpsodlal or rec tangu la证 KEY WORDS high strength steel empering marensite precipittion mechanical popertes 近年来，随着科学技术的发展，为节约能源和原 矿山、工程机械、建材、煤炭、电力、铁路和农机等各 材料，超高强钢（本文所述超高强钢指抗拉强度达 个部门中，如挖掘机斗齿、破碎机颚板、各类模具、破 到或超过1500MP的钢)已被广泛地应用于治金、 碎壁、轧白壁、拖拉机履带板和铁路道岔？. 收稿日期：2010-01-14 基金项目：“十一五”国家科技支撑计划资助项目(N92D06B趴E03A06) 作者简介：王立军(1981一，男.博士研究生：蔡庆伍(1955-，男.教授.博士生导师，Ema1ca@nercar ust edy c第 32卷 第 9期 2010年 9月 北 京 科 技 大 学 学 报 JournalofUniversityofScienceandTechnologyBeijing Vol.32 No.9 Sep.2010 回火温度对 1 500 MPa级直接淬火钢组织与性能的 影响 王立军 蔡庆伍 武会宾 余 伟 北京科技大学高效轧制国家工程研究中心, 北京 100083 摘 要 设计了一种新型 1500MPa级 Si--Mn--Cr--Ni--Mo多组元系低合金、超高强度工程结构钢, 研究了回火温度对直接淬火 钢组织与力学性能的影响.结果表明, 抗拉强度随回火温度的升高而不断降低, 屈服强度随回火温度升高先升高后下降, 延伸 率和冲击功均随回火温度升高呈现先升高、后降低、再升高的变化趋势.分析认为 , 回火过程组织演变的物理机制一方面包括 板条马氏体和位错亚结构的回复、再结晶软化过程, 另一方面包括残余奥氏体的分解与马氏体中过饱和碳的脱溶及析出第 2 相的强化机制综合作用.250℃回火后, 板条马氏体内析出 ε碳化物;400℃回火后 ε碳化物明显粗化, 产生回火脆性;600℃回 火后部分析出相在奥氏体中形核, 在马氏体基体内长大和粗化, 最终形态为近似球形, 另一部分析出相在马氏体内形核、生 长, 呈现椭球形或矩形. 关键词 高强钢;回火;马氏体;析出;力学性能 分类号 TG156.5 Effectsoftemperingtemperatureonthemicrostructureandmechanicalproper￾tiesof1 500MPagradesteeldirectlyquenched WANGLi-jun, CAIQing-wu, WUHui-bin, YUWei NationalEngineeringResearchCenterforAdvancedRollingTechnology, UniversityofScienceandTechnologyBeijing, Beijing100083, China ABSTRACT Anoveltypeof1500MPagradeSi-Mn-Cr-Ni-Momulti-componentultrahigh-strengthlow-alloystructuralsteelwasde￾signed.Theeffectsoftemperingtemperatureonthemicrostructureandmechanicalpropertiesofthedirectly-quenchedsteelwereinves￾tigated.Theresultsshowedthatwithincreasingtemperingtemperaturethetensilestrengthcontinuouslyreducedwhiletheyieldstrength graduallyincreasedandthendecreased.Theelongationandimpactenergyfirstlyincreased, thendecreasedandincreasedagainwith increasingtemperingtemperature.Thephysicalmechanismofmicrostructuralevolutionduringtemperingincludestwoaspects:(1)re￾coveryandrecrystallizationsofteningprocessesoflathmartensiteanddislocationsubstructure;(2)strengtheningmechanismduetode￾compositionofretainedaustenite, dissolutionofsupersaturatedcarbonandprecipitationofthesecondphaseinmartensite.ε-carbide precipitationwasfoundinlathmartensiteaftertemperingat250℃, andcoarsenedaftertemperingat400℃, leadingtotemperembrit￾tlement.Aftertemperingat600℃, partoftheprecipitatephasenucleatedinaustenite, grewupandcoarsenedinmartensite, eventual￾lyshowedquasi-sphericalshape, theotherpartoftheprecipitatenucleatedandgrewupinmartensite, andappearedellipsoidalorrec￾tangular. KEYWORDS highstrengthsteel;tempering;martensite;precipitation;mechanicalproperties 收稿日期:2010--01--14 基金项目:“十一五”国家科技支撑计划资助项目(No.2006BAE03A06) 作者简介:王立军(1981— ), 男, 博士研究生;蔡庆伍(1955— ), 男, 教授, 博士生导师, E-mail:caiqw@nercar.ustb.edu.cn 近年来 ,随着科学技术的发展,为节约能源和原 材料, 超高强钢 (本文所述超高强钢指抗拉强度达 到或超过 1 500 MPa的钢 )已被广泛地应用于冶金 、 矿山 、工程机械、建材 、煤炭 、电力 、铁路和农机等各 个部门中 ,如挖掘机斗齿 、破碎机颚板、各类模具 、破 碎壁 、轧臼壁、拖拉机履带板和铁路道岔 [ 1--2] . DOI :10.13374/j .issn1001 -053x.2010.09.008