第9期 王立军等：回火温度对1500MPa级直接淬火钢组织与性能的影响 1153 0.1m 0.3μm 0.3m 0.5m 图6不同温度回火后实验钢的TM组织.(a)淬火态：(b)2D0℃：(9400℃：(d山600℃ Fig6 TEM m icrgmths of the tested steel tmpered at different mperatures as quenched (b)200C:(C)400C:(d)600C 图5()、图5(d)和图5()表明，实验钢随回 氏体含量外，考察影响残余奥氏体稳定性的因素具 火温度的升高，马氏体板条束回复愈加充分，板条界 有同等重要的意义.影响残余奥氏体稳定性的因素 面经原子间互扩散、聚集、合并和重组，相界面变得 主要包括残余奥氏体的碳含量、体积分数、尺寸和形 模糊，亚结构更加粗化.由图6()可见，400℃中温 貌、应力状态等.在诸多影响因素中，残余奥氏体的 回火后，部分马氏体板条相界消失，变得较为宽阔. 碳含量最为重要.由于目前的技术方法难以精确测 红实线为回火前后马氏体被保留的相界，因而宽度 定残余奥氏体碳含量，只能根据点阵常数与残余奥 约0.2μ四蓝虚线表示原马氏体板条经回火被吞噬 氏体碳含量的关系式进行估算。依据公式： 的原板条界面，合并后的马氏体变宽，最大约 =3.571+0044W (2) 0.6μ四一般地，淬火态马氏体包含过饱和碳，在中 式中，心为残余奥氏体碳的质量分数，%：为残余 温回火后，马氏体经碳扩散和脱溶分解逐渐由非平 奥氏体的点阵常数，可按照{311}晶面计算： 衡组织向亚平衡组织演化，因而可将其称作屈氏体. 2gH++ (3) 实验钢经600℃高温回火后，原子间互扩散充 式中，h和为晶面指数.式(2强为经验公式，尤 分，图5()表明已有部分马氏体板条发生再结晶， 形成准多边形铁素体.图6(d)依然可见部分板条 其不能精确确定含有碳化物元素的钢中残余奥氏体 的碳含量，但计算过程只涉及残余奥氏体衍射峰峰 状的马氏体精细结构，但板条相界淡化，组织均匀， 宽度增加到0.5~0.7μ四高温回火后的马氏体因 位的变化，因此可以基本反映不同工艺下残余奥氏 充分回复和部分再结晶，马氏体经过脱溶分解，不含 体含碳量的相对变化趋势.计算结果见表1 有过饱和的碳，由淬火态非平衡态组织向亚平衡或 表1实验钢的残余奥氏体及其碳含量 Table 1 Vokme fmacton and caton content of re mined austenite n the 部分平衡组织演变因而可将此时的马氏体结构称 tested steel % 作索氏体. 残余奥氏体 残余奥氏体中碳的 2.3残余奥氏体体积分数及其含碳量的定量测定 工艺 体积分数，Y 质量分数，W。 采用RD技术并结合式(1测定了直接淬火 淬火态 42 057 态和250℃回火后残余奥氏体的含量，见表1. 250℃回火态 30 1.02 残余奥氏体对改善延韧性的作用不容忽视，但 由于残余奥氏体属于亚稳相组织，在随后的回火、冷 这里，发现特别有价值的是按照式(2)计算直 却、变形或受力过程中具有自发分解的趋势，从而对 接淬火后残余奥氏体中碳的质量分数为0.57%，虽 钢的延韧性产生重要影响.因此，除需测定残余奥 然存在一定误差，但由于其远高于实验钢总含量第 9期 王立军等 :回火温度对 1 500MPa级直接淬火钢组织与性能的影响 图 6 不同温度回火后实验钢的 TEM组织.(a)淬火态;(b)200℃;(c)400℃;(d)600℃ Fig.6 TEMmicrographsofthetestedsteeltemperedatdifferenttemperatures:(a)as-quenched;(b)200℃;(c)400℃;(d)600℃ 图 5(c)、图 5(d)和图 5(e)表明 , 实验钢随回 火温度的升高,马氏体板条束回复愈加充分,板条界 面经原子间互扩散、聚集 、合并和重组, 相界面变得 模糊,亚结构更加粗化 .由图 6(c)可见, 400 ℃中温 回火后 ,部分马氏体板条相界消失, 变得较为宽阔 . 红实线为回火前后马氏体被保留的相界, 因而宽度 约 0.2 μm;蓝虚线表示原马氏体板条经回火被吞噬 的原板条 界面, 合并 后的马 氏体变 宽, 最大约 0.6μm.一般地,淬火态马氏体包含过饱和碳, 在中 温回火后,马氏体经碳扩散和脱溶分解,逐渐由非平 衡组织向亚平衡组织演化 ,因而可将其称作屈氏体 . 实验钢经 600 ℃高温回火后 , 原子间互扩散充 分 ,图 5(e)表明已有部分马氏体板条发生再结晶 , 形成准多边形铁素体 .图 6(d)依然可见部分板条 状的马氏体精细结构, 但板条相界淡化 , 组织均匀 , 宽度增加到 0.5 ～ 0.7 μm.高温回火后的马氏体因 充分回复和部分再结晶,马氏体经过脱溶分解 ,不含 有过饱和的碳,由淬火态非平衡态组织向亚平衡或 部分平衡组织演变, 因而可将此时的马氏体结构称 作索氏体. 2.3 残余奥氏体体积分数及其含碳量的定量测定 采用 XRD技术并结合式 (1)测定了直接淬火 态和 250 ℃回火后残余奥氏体的含量 ,见表 1. 残余奥氏体对改善延韧性的作用不容忽视 ,但 由于残余奥氏体属于亚稳相组织,在随后的回火、冷 却 、变形或受力过程中具有自发分解的趋势,从而对 钢的延韧性产生重要影响.因此 , 除需测定残余奥 氏体含量外,考察影响残余奥氏体稳定性的因素具 有同等重要的意义 .影响残余奥氏体稳定性的因素 主要包括残余奥氏体的碳含量、体积分数、尺寸和形 貌、应力状态等 .在诸多影响因素中, 残余奥氏体的 碳含量最为重要.由于目前的技术方法难以精确测 定残余奥氏体碳含量 ,只能根据点阵常数与残余奥 氏体碳含量的关系式进行估算.依据公式 [ 16] : a=3.571 +0.044WC (2) 式中 , WC 为残余奥氏体碳的质量分数 , %;a为残余 奥氏体的点阵常数 ,可按照{311}晶面计算: a= λ 2sinθ h 2 +k 2 +l 2 (3) 式中 , h、k和 l为晶面指数.式(2)虽为经验公式 ,尤 其不能精确确定含有碳化物元素的钢中残余奥氏体 的碳含量 ,但计算过程只涉及残余奥氏体衍射峰峰 位的变化 ,因此可以基本反映不同工艺下残余奥氏 体含碳量的相对变化趋势.计算结果见表 1. 表 1 实验钢的残余奥氏体及其碳含量 Table1 Volumefractionandcarboncontentofretainedausteniteinthe testedsteel % 工艺 残余奥氏体 体积分数, Vγ 残余奥氏体中碳的 质量分数, Wc 淬火态 4.2 0.57 250℃回火态 3.0 1.02 这里 ,发现特别有价值的是按照式 (2)计算直 接淬火后残余奥氏体中碳的质量分数为 0.57%, 虽 然存在一定误差, 但由于其远高于实验钢总含量 · 1153·