D01:10.13374/i.issnl001053x.2010.05.0①6 第32卷第5期 北京科技大学学报 Vo132 No 5 2010年5月 Journal ofUniversity of Science and Technobgy Bejjing May 2010 热处理对1000MP级工程机械结构用钢组织和性能 的影响 钱亚军余伟武会宾 杨跃辉 北京科技大学治金工程研究院.北京100083 摘要设计了一种低碳M-Mo-N-C:B系超高强度工程机械结构用钢，研究了在同种成分条件下MCP themom echan ical contolproces驾十回火与控轧+直接淬火十回火两种工艺对钢组织和性能的影响.对比分析了热处理前后钢板各项力学 性能和组织的变化.结果表明，两种工艺条件下钢的屈服强度和冲击性能的变化趋势相似，经500~620℃回火1h后钢的屈 服强度均有大幅度提高.控轧十直接淬火十回火得到的钢板综合性能明显优于MCP叶回火，前者在6O0℃回火后屈服强度 仍达到1000MP以上，同时延伸率达到1%，一40℃冲击功大于30J而后者塑性较好但强度稍低：随回火温度的升高，控 轧十直接淬火回火工艺条件下的组织演化速度要快于MCP斗回火工艺. 关键词结构用钢：工程机械：热处理：显微组织：力学性能 分类号TG1421 Effect of heat tream ent on the m icrostructure and m echan ical properties of 1000 MPa grade structural steel for constructpn machinery QIAN Ya jin YWei WU Hui-bing YANG Yuehui Metallurgical Engineering Research hstiute Universit ofScierce and Technobgy Beijig Beijing 100083 China ABSTRACT A low carbon MnMaNb-CuB ultra h gh strength stuctural steel pr constuction machinery was designed and the effect of TMCP(themam echanical contol process+tempering(TMCPT)technology and controlled rollng+direct quench ng and emperng(CR+DQ+T)technology on itsmicros tucture and mechan icalproperties under the sae camposition was sudied The changes inmechan ical properties andm icrostucures of the steel plates before and after heat treament were commparativel ana lzed The results show hat after kmperng from 500'C p620C pr I h here is a substantial increase of the steel Plates in yield strengt The perpmance of the steel plates treaed by (R+DQ+T process is obvipus y superior that by TMCP+T process and the yield strength of he pmer is stillmore than1000MPa afer mpering at600C.Besides he epngation can reach1 and the mpact en ergy at-40C ismore han30 J Hovever he plasticity of he ater is better but the strength slghty lower W ith the temperng tem perature increasing he evolution speed ofm crostrucures under the cond ition of(R-+DQ+T s more quick y han hat under the con d ition of TMCP+T KEY WORDS strucural steel constructionm ach nery heat treament microstructure m echanical Properties 近几年我国工程机械制造业发展迅速，同时对 机械的能力效率、延长使用寿命、减轻自重和降低能 高强度钢的需求也越来越大.目前大量使用的高强 耗都具有十分重要的作用. 钢.强度级别大多在800MP以下，国内只有鞍钢、 传统的工程机械用高强度钢板主要以固溶强 宝钢等少数几家钢厂可以生产800MP以上级别的 化、析出强化为主来提高强度，其中碳和合金元素含 高等级钢，但仍然存在合格率较低的问题，高等级钢 量较高，生产工艺大多为调质处理，如美国的高屈服 仍需进口1-，大规模使用高强度钢对于提高工程 强度钢H80~130(oa2=550~890MP%.近年来， 收稿日期：2009-08-31 基金项目：“十一五”国家科技支撑计划资助项目(N?2D06BAE0306) 作者简介：钱亚军(1981-)，男，硕士研究生：余伟(196&，男，副研究员，博士，Ema!we@nercar ust ed识cn第 32卷 第 5期 2010年 5月 北 京 科 技 大 学 学 报 JournalofUniversityofScienceandTechnologyBeijing Vol.32 No.5 May2010 热处理对 1000 MPa级工程机械结构用钢组织和性能 的影响 钱亚军 余 伟 武会宾 杨跃辉 北京科技大学冶金工程研究院, 北京 100083 摘 要 设计了一种低碳 Mn--Mo--Nb--Cu--B系超高强度工程机械结构用钢, 研究了在同种成分条件下 TMCP( thermo-mechan￾icalcontrol-process) +回火与控轧 +直接淬火 +回火两种工艺对钢组织和性能的影响.对比分析了热处理前后钢板各项力学 性能和组织的变化.结果表明, 两种工艺条件下钢的屈服强度和冲击性能的变化趋势相似, 经 500 ～ 620℃回火 1h后钢的屈 服强度均有大幅度提高.控轧 +直接淬火 +回火得到的钢板综合性能明显优于 TMCP+回火, 前者在 600 ℃回火后屈服强度 仍达到 1 000MPa以上, 同时延伸率达到 18%, -40℃冲击功大于 30 J, 而后者塑性较好但强度稍低;随回火温度的升高, 控 轧 +直接淬火 +回火工艺条件下的组织演化速度要快于 TMCP+回火工艺. 关键词 结构用钢;工程机械;热处理;显微组织;力学性能 分类号 TG142.1 Effectofheattreatmentonthemicrostructureandmechanicalpropertiesof 1 000MPagradestructuralsteelforconstructionmachinery QIANYa-jun, YUWei, WUHui-bing, YANGYue-hui MetallurgicalEngineeringResearchInstitute, UniversityofScienceandTechnologyBeijing, Beijing100083, China ABSTRACT Alow-carbonMn-Mo-Nb-Cu-Bultrahighstrengthstructuralsteelforconstructionmachinerywasdesignedandthe effectofTMCP( thermo-mechanicalcontrolprocess) +tempering( TMCP+T) technologyandcontrolledrolling+directquenching andtempering( CR+DQ+T) technologyonitsmicrostructureandmechanicalpropertiesunderthesamecompositionwasstudied.The changesinmechanicalpropertiesandmicrostructuresofthesteelplatesbeforeandafterheattreatmentwerecomparativelyanalyzed. Theresultsshowthataftertemperingfrom500℃ to620℃ for1h, thereisasubstantialincreaseofthesteelplatesinyieldstrength. TheperformanceofthesteelplatestreatedbyCR+DQ+TprocessisobviouslysuperiortothatbyTMCP+Tprocess, andtheyield strengthoftheformerisstillmorethan1 000MPaaftertemperingat600℃.Besides, theelongationcanreach18% andtheimpacten￾ergyat-40℃ ismorethan30J.However, theplasticityofthelatterisbetterbutthestrengthslightlylower.Withthetemperingtem￾peratureincreasing, theevolutionspeedofmicrostructuresundertheconditionofCR+DQ+Tismorequicklythanthatunderthecon￾ditionofTMCP+T. KEYWORDS structuralsteel;constructionmachinery;heattreatment;microstructure;mechanicalproperties 收稿日期:2009--08--31 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:钱亚军 ( 1981— ), 男, 硕士研究生;余 伟 ( 1968— ), 男, 副研究员, 博士, E-mail:yuwei@nercar.ustb.edu.cn 近几年我国工程机械制造业发展迅速, 同时对 高强度钢的需求也越来越大 .目前大量使用的高强 钢, 强度级别大多在 800 MPa以下, 国内只有鞍钢 、 宝钢等少数几家钢厂可以生产 800 MPa以上级别的 高等级钢, 但仍然存在合格率较低的问题, 高等级钢 仍需进口 [ 1--3] .大规模使用高强度钢对于提高工程 机械的能力效率、延长使用寿命、减轻自重和降低能 耗都具有十分重要的作用. 传统的工程机械用高强度钢板主要以固溶强 化、析出强化为主来提高强度, 其中碳和合金元素含 量较高, 生产工艺大多为调质处理, 如美国的高屈服 强度钢 HY80 ～ 130( σ0.2 =550 ～ 890 MPa) .近年来, DOI :10.13374/j .issn1001 -053x.2010.05.006