74· 工程科学学报，第40卷，第1期 50 nm 50nm 50m 图9900℃淬火650℃回火后小尺寸析出相的透射电镜图.(a)1钢：(b)2钢：(c)3钢 Fig.9 TEM micrographs of small size precipitates in the tested steels after being quenched at 900C and tempered at 650C:(a)steel1;(b)steel 2%;(c)steel 3* 1300 1300 ■-1 b) 25 2 1200 k-3# 1100 国 1000 1000 900 880 900 920 940 880 900 920 940 淬火温度℃ 淬火温度℃ 40r 200 一8-18 e (d 2 38 3* 150 36 ▣-1 100 2 34 3 32 50 880 900 920 940 880 900 920 940 淬火温度/℃ 淬火温度℃ 图10实验钢的力学性能.(a)抗拉强度：(b)屈服强度：(c)洛氏硬度：(d)冲击功 Fig.10 Mechanical properties of tested steels:(a)tensile strength;(b)yield strength;(e)Rockwell hardness;(d)impact energy 淬火温度为880~900℃时，2"钢和3钢的强度 3结论 较1钢提升明显，但冲击功却与1"钢差别不大，其 中3钢在880℃反而要大于1钢.这一方面与晶粒 本文研究了不同淬火温度时V含量对制动盘 细化有关，强韧性同时提高.另一方面也与钢中析 钢组织及力学性能的影响，并通过扫描电镜、碳复 出相演变有关.虽然增加钒含量使(Mo,V)C含量 型、透射电镜等方法研究了V含量变化对不同种类 增加，对实验钢韧性有所损伤.但由于M2C。和 碳化物析出行为的影响，得出以下结论： M,C,的析出被抑制，钢中大尺寸碳化物含量明显减 (1)热力学计算结果表明，实验钢淬火过程中 少，而均匀分布的V(C,N)比例增加，故大尺寸碳化 析出相主要为V(C,N).提高钒含量促进V(C,N) 物对韧性造成的危害降低，弥补了(Mo,V)C析出对 相的析出，有效抑制原奥氏体晶粒长大，回火马氏体 韧性的损害.淬火温度提高到920~940℃时，2钢 组织明显细化，起到细晶强化的效果 及3钢固溶钒含量急剧提高（图6），(Mo,V)C的 (2)热力学计算和透射电镜结果表明，实验钢 析出量显著增加，因此2"钢及3钢强度增加，但冲 淬回火态下析出相主要为V(C,N)、(Mo,V)C、MC6 击功明显下降.此外，当淬火温度较高时，奥氏体晶 和M,C,其中M2C6和M,C3尺寸较大且不规则.随 粒快速长大，进而使马氏体尺寸增大，降低实验钢韧 着钒含量增加，大尺寸M3C6和M,C3的析出被抑 性.提高淬火温度能增加实验钢的强度，但其冲击 制，对实验钢韧性损害降低：而小尺寸(Mo,V)C含 功明显降低，故实验钢淬火温度不应高于900℃. 量明显增加，析出强化效果增强工程科学学报,第 40 卷,第 1 期 图 9 900 益淬火 650 益回火后小尺寸析出相的透射电镜图. (a)1 #钢;(b)2 #钢;(c)3 #钢 Fig. 9 TEM micrographs of small size precipitates in the tested steels after being quenched at 900 益 and tempered at 650 益 : (a) steel 1 # ; (b) steel 2 # ; (c) steel 3 # 图 10 实验钢的力学性能. (a)抗拉强度;(b)屈服强度;(c)洛氏硬度;(d)冲击功 Fig. 10 Mechanical properties of tested steels:(a) tensile strength; (b) yield strength; (c) Rockwell hardness; (d) impact energy 淬火温度为 880 ~ 900 益时,2 #钢和 3 #钢的强度 较 1 #钢提升明显,但冲击功却与 1 #钢差别不大,其 中 3 #钢在 880 益反而要大于 1 #钢. 这一方面与晶粒 细化有关,强韧性同时提高. 另一方面也与钢中析 出相演变有关. 虽然增加钒含量使(Mo,V) C 含量 增加,对实验钢韧性有所损伤. 但由于 M23 C6 和 M7C3的析出被抑制,钢中大尺寸碳化物含量明显减 少,而均匀分布的 V(C,N)比例增加,故大尺寸碳化 物对韧性造成的危害降低,弥补了(Mo,V)C 析出对 韧性的损害. 淬火温度提高到 920 ~ 940 益 时,2 #钢 及 3 #钢固溶钒含量急剧提高(图 6), (Mo,V) C 的 析出量显著增加,因此 2 #钢及 3 #钢强度增加,但冲 击功明显下降. 此外,当淬火温度较高时,奥氏体晶 粒快速长大,进而使马氏体尺寸增大,降低实验钢韧 性. 提高淬火温度能增加实验钢的强度,但其冲击 功明显降低,故实验钢淬火温度不应高于 900 益 . 3 结论 本文研究了不同淬火温度时 V 含量对制动盘 钢组织及力学性能的影响,并通过扫描电镜、碳复 型、透射电镜等方法研究了 V 含量变化对不同种类 碳化物析出行为的影响,得出以下结论: (1)热力学计算结果表明,实验钢淬火过程中 析出相主要为 V(C,N). 提高钒含量促进 V(C,N) 相的析出,有效抑制原奥氏体晶粒长大,回火马氏体 组织明显细化,起到细晶强化的效果. (2)热力学计算和透射电镜结果表明,实验钢 淬回火态下析出相主要为 V(C,N)、(Mo,V)C、M23C6 和 M7C3 ,其中 M23C6和 M7C3尺寸较大且不规则. 随 着钒含量增加,大尺寸 M23 C6 和 M7 C3 的析出被抑 制,对实验钢韧性损害降低;而小尺寸(Mo,V)C 含 量明显增加,析出强化效果增强. ·74·