.1016 北京科技大学学报 第35卷 (DQ)将轧制后的钢板直接淬火，钢板不需要再加 至850℃时，直接水淬至室温，回火工艺为200℃ 热工序，因此能够缩短生产周期，降低成本，提高 保温0.5h:对RQ工艺，按照图1(b)所示，轧制后 生产效率，节约能源.此外在线淬火能够提高材料 按直接空冷至室温，然后分别加热至850℃(RQ1)、 的某些特性，比如强度、淬透性以及焊接性能5-刀. 900℃(RQ2)和950℃(RQ3)淬火，回火工艺同样 本文研究了DQ-T和RQ-T对NM500耐磨钢的力 为200℃保温0.5h. 学性能、奥氏体晶粒以及显微组织的影响，并分析 了DQ-T和RQ-T的强化机制. 表1实验NM500耐磨钢化学成分（质量分数） Table 1 Chemical composition of experimental NM500 1 实验材料和方法 wear resistant steel % 实验钢采用25kg真空感应炉冶炼，化学成分 C Si Mn Cr Mo+V+Ti+B Fe 0.30.3 0.650.9 ≤0.3 余量 见表1.在1200℃下锻造成截面80mm×80mm的 长方形坯料.通过DL805A热分析仪进行连续冷 拉伸和冲击试样均沿轧制方向切取.拉伸试验在 却相变(CCT)实验测得TAe1和TAca分别为753 CMT-4105型万能试验机上进行，依据GB/T228一 和811℃.轧制及热处理工艺流程图见图1.将钢 2002,采用直径为5mm,标距为25mm的圆棒拉 板加热至1200℃，保温2h后采用两阶段控轧.粗 伸试样.冲击试验在JB-30B型冲击试验机上依据 轧阶段开轧温度为1050℃左右，为了充分细化奥 GB/T229一2007进行，采用标准的V型缺口冲击 氏体晶粒，道次形变为20%30%，粗轧终轧温度在 试样，试样尺寸为10mm×10mm×55mm,试验温 1000℃左右，待温度降至950℃开始精轧阶段.在 度为-20℃.采用HB-3000布氏硬度计测取钢板表 精轧的前几个道次，道次形变量在20%左右，目的 面布氏硬度值.使用线切割机在热处理处后钢板上 是在奥氏体内部形成高密度的变形带，在相变过程 取样，对轧向垂直截面进行砂纸打磨、抛光.使用 中提供更多的形核点.在最后几个道次为了控制板 过饱和苦味酸水溶液浸蚀原始奥氏体组织，采用配 形，采用较小的道次压下量，但是在此阶段的累计 置电子背散射衍射(EBSD)系统的Zeiss ultra55场 形变量大于60%，最终轧制成12mm厚钢板.对 发射扫描电子显微镜(FESEM)和HITACHI H8100 DQ-T工艺，按图1(a)所示，将轧制后的钢板冷却 透射电子显微镜(TEM)进行微观组织观察和分析. +(a)1200℃ +D)1200℃ 重新奥氏体化 水冷 水冷 回火 空冷 回火 t/h t/h 图1热处理工艺流程图.(a)DQ-T:(b)RQ-T Fig.1 Schematic diagram of different heat treatment processes:(a)DQ-T;(b)RQ-T 2实验结果和分析 所有试样的布氏硬度等级均超过470HBW,满足 2.1力学性能 GB/T24186一2009中NM500级别的要求.与RQ- 热处理后试样的力学性能见表2.由表2可知， T试样相比，DQ-T试样的抗拉强度和布氏硬度明 表2实验钢不同热处理工艺后的力学性能 Table 2 Mechanical properties of the steel after different heat treatment processes 热处理工艺 抗拉强度/MPa 延伸率/% 布氏硬度，HBW -20℃冲击功/J DQ-T 1761 12.92 518 33.2 RQ1-T 1715 12.90 501 31.8 RQ2-T 1722 13.01 507 32.4 RQ3-T 1607 14.12 490 35.3· 1016 · 北 京 科 技 大 学 学 报 第 35 卷 (DQ) 将轧制后的钢板直接淬火，钢板不需要再加 热工序，因此能够缩短生产周期，降低成本，提高 生产效率，节约能源. 此外在线淬火能够提高材料 的某些特性，比如强度、淬透性以及焊接性能[5−7] . 本文研究了 DQ-T 和 RQ-T 对 NM500 耐磨钢的力 学性能、奥氏体晶粒以及显微组织的影响，并分析 了 DQ-T 和 RQ-T 的强化机制. 1 实验材料和方法 实验钢采用 25 kg 真空感应炉冶炼，化学成分 见表 1. 在 1200 ℃下锻造成截面 80 mm×80 mm 的 长方形坯料. 通过 DIL805A 热分析仪进行连续冷 却相变 (CCT) 实验测得 TAc1 和 TAc3 分别为 753 和 811 ℃. 轧制及热处理工艺流程图见图 1. 将钢 板加热至 1200 ℃，保温 2 h 后采用两阶段控轧. 粗 轧阶段开轧温度为 1050 ℃左右，为了充分细化奥 氏体晶粒，道次形变为 20%∼30%，粗轧终轧温度在 1000 ℃左右，待温度降至 950 ℃开始精轧阶段. 在 精轧的前几个道次，道次形变量在 20%左右，目的 是在奥氏体内部形成高密度的变形带，在相变过程 中提供更多的形核点. 在最后几个道次为了控制板 形，采用较小的道次压下量，但是在此阶段的累计 形变量大于 60%，最终轧制成 12 mm 厚钢板. 对 DQ-T 工艺，按图 1(a) 所示，将轧制后的钢板冷却 至 850 ℃时，直接水淬至室温，回火工艺为 200 ℃ 保温 0.5 h；对 RQ 工艺，按照图 1(b) 所示，轧制后 按直接空冷至室温，然后分别加热至 850 ℃ (RQ1)、 900 ℃ (RQ2) 和 950 ℃ (RQ3) 淬火，回火工艺同样 为 200 ℃保温 0.5 h. 表 1 实验 NM500 耐磨钢化学成分 (质量分数) Table 1 Chemical composition of experimental NM500 wear resistant steel % C Si Mn Cr Mo+V+Ti+B Fe 0.3 0.3 0.65 0.9 6 0.3 余量 拉伸和冲击试样均沿轧制方向切取. 拉伸试验在 CMT-4105 型万能试验机上进行，依据 GB/T228— 2002，采用直径为 5 mm，标距为 25 mm 的圆棒拉 伸试样. 冲击试验在 JB-30B 型冲击试验机上依据 GB/T229—2007 进行，采用标准的 V 型缺口冲击 试样，试样尺寸为 10 mm×10 mm×55 mm，试验温 度为 –20 ℃. 采用 HB-3000 布氏硬度计测取钢板表 面布氏硬度值. 使用线切割机在热处理处后钢板上 取样，对轧向垂直截面进行砂纸打磨、抛光. 使用 过饱和苦味酸水溶液浸蚀原始奥氏体组织，采用配 置电子背散射衍射 (EBSD) 系统的 Zeiss ultra 55 场 发射扫描电子显微镜 (FESEM) 和 HITACHI H8100 透射电子显微镜 (TEM) 进行微观组织观察和分析. 图 1 热处理工艺流程图. (a) DQ-T;(b) RQ-T Fig.1 Schematic diagram of different heat treatment processes: (a) DQ-T;(b) RQ-T 2 实验结果和分析 2.1 力学性能 热处理后试样的力学性能见表 2. 由表 2 可知， 所有试样的布氏硬度等级均超过 470 HBW，满足 GB/T 24186—2009 中 NM500 级别的要求. 与 RQ￾T 试样相比，DQ-T 试样的抗拉强度和布氏硬度明 表 2 实验钢不同热处理工艺后的力学性能 Table 2 Mechanical properties of the steel after different heat treatment processes 热处理工艺 抗拉强度/MPa 延伸率/% 布氏硬度, HBW –20 ℃冲击功/J DQ-T 1761 12.92 518 33.2 RQ1-T 1715 12.90 501 31.8 RQ2-T 1722 13.01 507 32.4 RQ3-T 1607 14.12 490 35.3