第11期 周青春等：高硅马氏体型热作模具钢回火转变的内耗研究 .1437. SDH3钢的二次硬化峰温度为500℃，SDH3钢淬 3讨论 火后在250℃回火时只发生内应力的松弛，C原子 3.1回火温度对内耗峰的影响 没有沉淀析出，因此250℃回火后，S2峰高度降 由图3可以看出，S1峰，即C在a一Fe中的 低，而其对应的温度基本不变，在500℃回火时， Snoek峰，随着回火温度的升高而逐渐降低，从淬 大量的C原子从a一Fe中沉淀析出，与CxMo和 火态的最大值到650℃回火后内耗峰完全消失，但 V等强碳化物形成元素结合生成碳化物，并逐渐长 峰位基本不变，随着回火温度的升高，内应力不断 大，使得S2峰高度降低；在碳化物析出长大过程 被松弛，而且C原子逐渐沉淀析出，以及空位的消 中，伴随着$原子从碳化物中析出并固溶于碳化 失，使内耗峰降低，直至完全消失，S2峰，即C在 物周围的a一Fe中，S原子进一步取代a一Fe晶 a一Fe一Si中的Snoek内耗峰，也是随着回火温度 格点阵中的Fe原子，使a一Fe晶格点阵常数继续 的升高而逐渐降低，650℃回火后内耗峰完全消 减小，这样C原子在固溶有S原子的a一Fe中的 失.与S1峰不同的是，s2峰的峰位随着回火温度 扩散就更困难，使C原子扩散激活能H增加（增加 的改变而改变，500℃回火后，S2峰比淬火态和 约0.08©V,见表3)，相应的S2峰向高温移动（约 250℃回火后内耗峰位约高50℃.前期研究表明， 50℃，见表3) 0.0010 0.00008 S1峰 s2峰 0.0008F 0-1 0.00006 ×2 300006 A-3 ≥0.00004 0.00002- 0.0002 250 350 450550 650 750 250 350450 550 650 750 温度K 温度K 0.005 SKK蜂 0.004 30.003 是aw 0.001F 250350 450550650750 温度K 图3回火温度对钢试样内耗的影响 Fig 3 Effect of tanpering mperature on intemal friction in steel samples 对于SKK峰，从图3可以看出：相对于SDH3钢 为了进一步验证上述实验结果，在透射电子显 淬火态，250℃回火后，KK峰几乎不变；而500℃回 微镜下观察了相应热处理的显微组织，如图4所示. 火后，$KK峰高度显著降低和变宽，并且向高温移 图4(a)是SDH3钢淬火态，可以看到马氏体板条内 动.当500℃回火时，C原子大量以碳化物形式析 大量的位错.随着回火温度的升高，位错密度不断 出，以及空位浓度降低，都会使C原子和空位对位 降低，并且发生马氏体的回复与再结晶，在650℃回 错的拖拽作用减弱，因此SKK峰高度降低.500℃回 火时，位错和马氏体板条特征基本消失，出现等轴 火试样的SKK峰变宽，并向高温移动，可能与位错线 晶，如图4(d)所示.显微组织观察结果与前面的内 变长及位错移动过程中的变形与交割作用有关， 耗结果是一致的第 11期 周青春等： 高硅马氏体型热作模具钢回火转变的内耗研究 3 讨论 3∙1 回火温度对内耗峰的影响 由图 3可以看出‚Ｓ1峰‚即 Ｃ在 α－Ｆｅ中的 Ｓｎｏｅｋ峰‚随着回火温度的升高而逐渐降低‚从淬 火态的最大值到 650℃回火后内耗峰完全消失‚但 峰位基本不变．随着回火温度的升高‚内应力不断 被松弛‚而且 Ｃ原子逐渐沉淀析出‚以及空位的消 失‚使内耗峰降低‚直至完全消失．Ｓ2峰‚即 Ｃ在 α－Ｆｅ－Ｓｉ中的 Ｓｎｏｅｋ内耗峰‚也是随着回火温度 的升高而逐渐降低‚650℃回火后内耗峰完全消 失．与 Ｓ1峰不同的是‚Ｓ2峰的峰位随着回火温度 的改变而改变‚500℃回火后‚Ｓ2峰比淬火态和 250℃回火后内耗峰位约高 50℃．前期研究表明‚ ＳＤＨ3钢的二次硬化峰温度为 500℃‚ＳＤＨ3钢淬 火后在 250℃回火时只发生内应力的松弛‚Ｃ原子 没有沉淀析出‚因此 250℃回火后‚Ｓ2峰高度降 低‚而其对应的温度基本不变．在 500℃回火时‚ 大量的 Ｃ原子从 α－Ｆｅ中沉淀析出‚与 Ｃｒ、Ｍｏ和 Ｖ等强碳化物形成元素结合生成碳化物‚并逐渐长 大‚使得 Ｓ2峰高度降低；在碳化物析出长大过程 中‚伴随着 Ｓｉ原子从碳化物中析出并固溶于碳化 物周围的 α－Ｆｅ中‚Ｓｉ原子进一步取代 α－Ｆｅ晶 格点阵中的 Ｆｅ原子‚使 α－Ｆｅ晶格点阵常数继续 减小‚这样 Ｃ原子在固溶有 Ｓｉ原子的α－Ｆｅ中的 扩散就更困难‚使Ｃ原子扩散激活能 Ｈ增加 （增加 约 0∙08ｅＶ‚见表 3）‚相应的 Ｓ2峰向高温移动 （约 50℃‚见表 3）． 图 3 回火温度对钢试样内耗的影响 Ｆｉｇ．3 Ｅｆｆｅｃｔｏｆｔｅｍｐｅｒｉｎｇｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｏｎｉｎｔｅｒｎａｌｆｒｉｃｔｉｏｎｉｎｓｔｅｅｌｓａｍｐｌｅｓ 对于 ＳＫＫ峰‚从图3可以看出：相对于 ＳＤＨ3钢 淬火态‚250℃回火后‚ＳＫＫ峰几乎不变；而500℃回 火后‚ＳＫＫ峰高度显著降低和变宽‚并且向高温移 动．当 500℃回火时‚Ｃ原子大量以碳化物形式析 出‚以及空位浓度降低‚都会使 Ｃ原子和空位对位 错的拖拽作用减弱‚因此 ＳＫＫ峰高度降低．500℃回 火试样的 ＳＫＫ峰变宽‚并向高温移动‚可能与位错线 变长及位错移动过程中的变形与交割作用有关． 为了进一步验证上述实验结果‚在透射电子显 微镜下观察了相应热处理的显微组织‚如图 4所示． 图 4（ａ）是 ＳＤＨ3钢淬火态‚可以看到马氏体板条内 大量的位错．随着回火温度的升高‚位错密度不断 降低‚并且发生马氏体的回复与再结晶‚在 650℃回 火时‚位错和马氏体板条特征基本消失‚出现等轴 晶‚如图 4（ｄ）所示．显微组织观察结果与前面的内 耗结果是一致的． ·1437·