D0I:10.13374f.issn1001-053x.2011.08.009 第33卷第8期 北京科技大学学报 Vol.33 No.8 2011年8月 Journal of University of Science and Technology Beijing Aug.2011 回火温度对Q960钢小角度晶界的影响 于 浩)回张道达》肖荣亭)周平)董杰吉》 杜显彬) 1)北京科技大学材料科学与工程学院，北京1000832)通裕重工股份有限公司，德州251200 3)菜芜钢铁集团有限公司，莱芜271104 ☒通信作者，E-mail:yhzhmr@126.com 摘要设计了一种低合金高强度的Q960工程机械用钢.在同种成分、同种轧制和淬火工艺下，研究回火温度对Q960钢小 角度晶界的影响机理.经分析得出，随着回火温度的升高，小角度晶界的频率逐渐降低且实验钢的抗拉强度和屈服强度也相 应地降低，而屈强比逐渐升高.不同回火温度下小角度晶界频率的峰值均出现在取向差5°附近，即取向差较小.取向差小使 得小角度品界比较稳定，原子迁移率小.通过计算键级积分(B0)得出，B元素对Q960钢的小角度晶界有加强作用. 关键词高强钢：回火：晶品界：位错：板条马氏体：取向差；力学性能 分类号TG156.1 Effect of tempering temperature on low angle grain boundaries in Q960 steel YU Hao,ZHANG Dao--da”,XLA0 Rong-ting',ZHOU Ping》,DONG Jie-》,DU Xian-bin》 1)School of Materials Science and Engineering,University of Science and Technology Beijing,Beijing 100083,China 2)Tongyu Heavy Industry Co.Lid.,Dezhou 251200,China 3)Laiwu Iron Steel Group Co.Lid.,Laiwu 271104,China Corresponding author,E-mail:yhzhmr@126.com ABSTRACT A low-alloy high-strength steel Q960 for construction machinery was designed.Under the condition of homogeneous composition,homogeneous rolling and quenching techniques,a mechanism was researched to describe the influence of tempering tem- perature on low angle grain boundaries in Q960 steel.It is shown that with the rising of tempering temperature,the frequency of low an- gle grain boundaries as well as the tensile strength and yield strength of Q960 steel gradually decreases,but the tensile ratio increases. At different tempering temperatures,the peak value of the frequency of low angle grain boundaries is about at a misorientation of 5,so the misorientation is small.Because of the small misorientation,the low angle grain boundaries are quite stable and the atomic mobility ratio is also very small.According to the calculation of bond order integrals (BOI),B element can strengthen low angle grain bounda- ries in 0960 steel. KEY WORDS high strength steel;tempering:grain boundaries:dislocations:lath martensite:misorientation:mechanical properties 在马氏体钢中，原始奥氏体晶粒被马氏体领域 对于低合金高强钢来说，经不同温度 分为几个部分，每个领域由大致平行的若干板条束 (≤600℃)回火后，马氏体领域和板条束没有明显 组成，而这些板条束又是由有相似位向的马氏体板 的形状变化回，但力学性能存在显著差异 条组成.最近人们利用电子背散射衍射(EBSD)和 Norstrom围关注了马氏体条宽对淬火钢强度的影 透射电镜(TEM)分析等发现，在低碳（质量分数为 响，认为板条间为小角度的取向差，对强度贡献不 0.0026%~0.38%)马氏体钢中，一个领域内存在 大；而徐祖耀0认为，当马氏体板条比较细时，条宽 三个平行的束，每束具有不同的位向（近KS关系， 将对钢的强度和韧性有很大贡献.本实验对比了淬 少数为西山关系)，每束内含有两个特定的变体.领 火态和淬火+不同温度回火态Q960钢的组织和力 域与束之间均为取向差较大（大角度）的界面，板条 学性能，讨论了不同回火温度下小角度晶界和位错 间取向差较小，约小于10°，即板条界为小角度 密度的关系、小角度晶界的作用机理及其对力学性 晶界0 能的影响，并且应用实空间的Recursion方法研究 收稿日期：2010-10一13第 33 卷 第 8 期 2011 年 8 月 北京科技大学学报 Journal of University of Science and Technology Beijing Vol． 33 No． 8 Aug． 2011 回火温度对 Q960 钢小角度晶界的影响 于 浩1)  张道达2) 肖荣亭1) 周 平3) 董杰吉3) 杜显彬3) 1) 北京科技大学材料科学与工程学院，北京 100083 2) 通裕重工股份有限公司，德州 251200 3) 莱芜钢铁集团有限公司，莱芜 271104  通信作者，E-mail: yhzhmr@ 126． com 摘 要 设计了一种低合金高强度的 Q960 工程机械用钢． 在同种成分、同种轧制和淬火工艺下，研究回火温度对 Q960 钢小 角度晶界的影响机理． 经分析得出，随着回火温度的升高，小角度晶界的频率逐渐降低且实验钢的抗拉强度和屈服强度也相 应地降低，而屈强比逐渐升高． 不同回火温度下小角度晶界频率的峰值均出现在取向差 5°附近，即取向差较小． 取向差小使 得小角度晶界比较稳定，原子迁移率小． 通过计算键级积分( BOI) 得出，B 元素对 Q960 钢的小角度晶界有加强作用． 关键词 高强钢; 回火; 晶界; 位错; 板条马氏体; 取向差; 力学性能 分类号 TG156. 1 Effect of tempering temperature on low angle grain boundaries in Q960 steel YU Hao 1)  ，ZHANG Dao-da2) ，XIAO Rong-ting1) ，ZHOU Ping3) ，DONG Jie-ji 3) ，DU Xian-bin3) 1) School of Materials Science and Engineering，University of Science and Technology Beijing，Beijing 100083，China 2) Tongyu Heavy Industry Co． Ltd． ，Dezhou 251200，China 3) Laiwu Iron ＆ Steel Group Co． Ltd． ，Laiwu 271104，China  Corresponding author，E-mail: yhzhmr@ 126． com ABSTRACT A low-alloy high-strength steel Q960 for construction machinery was designed． Under the condition of homogeneous composition，homogeneous rolling and quenching techniques，a mechanism was researched to describe the influence of tempering tem￾perature on low angle grain boundaries in Q960 steel． It is shown that with the rising of tempering temperature，the frequency of low an￾gle grain boundaries as well as the tensile strength and yield strength of Q960 steel gradually decreases，but the tensile ratio increases． At different tempering temperatures，the peak value of the frequency of low angle grain boundaries is about at a misorientation of 5°，so the misorientation is small． Because of the small misorientation，the low angle grain boundaries are quite stable and the atomic mobility ratio is also very small． According to the calculation of bond order integrals ( BOI) ，B element can strengthen low angle grain bounda￾ries in Q960 steel． KEY WORDS high strength steel; tempering; grain boundaries; dislocations; lath martensite; misorientation; mechanical properties 收稿日期: 2010--10--13 在马氏体钢中，原始奥氏体晶粒被马氏体领域 分为几个部分，每个领域由大致平行的若干板条束 组成，而这些板条束又是由有相似位向的马氏体板 条组成． 最近人们利用电子背散射衍射( EBSD) 和 透射电镜( TEM) 分析等发现，在低碳( 质量分数为 0. 0026% ～ 0. 38% ) 马氏体钢中，一个领域内存在 三个平行的束，每束具有不同的位向( 近 K--S 关系， 少数为西山关系) ，每束内含有两个特定的变体． 领 域与束之间均为取向差较大( 大角度) 的界面，板条 间取 向 差 较 小，约 小 于 10°，即板条界为小角度 晶界［1］． 对 于 低 合 金 高 强 钢 来 说，经 不 同 温 度 ( ≤600 ℃ ) 回火后，马氏体领域和板条束没有明显 的 形 状 变 化［2］，但 力 学 性 能 存 在 显 著 差 异． Norstrom［3］关注了马氏体条宽对淬火钢强度的影 响，认为板条间为小角度的取向差，对强度贡献不 大; 而徐祖耀［4］认为，当马氏体板条比较细时，条宽 将对钢的强度和韧性有很大贡献． 本实验对比了淬 火态和淬火 + 不同温度回火态 Q960 钢的组织和力 学性能，讨论了不同回火温度下小角度晶界和位错 密度的关系、小角度晶界的作用机理及其对力学性 能的影响，并且应用实空间的 Recursion 方法［5］研究 DOI:10.13374/j.issn1001-053x.2011.08.009