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.984 北京科技大学学报 第31卷 氏体在非再结晶区的变形、冷却条件以及其他生产 工艺的影响很大[].通过不同的保温和冷却工 1 实验材料和方法 艺，可以改变微合金低碳贝氏体钢中相变产物的类 实验材料来自涟源钢铁集团有限公司大生产试 型、各相变组织的比例、组织细化程度等，从而改善钢 制工程机械用低碳贝氏体高强钢板，其主要化学成 的性能].本文主要研究6O0MPa级Fe一MnNb-B 分如表1所示，工艺路线为经高炉冶炼、钢包精炼、 系低碳贝氏体高强钢在不同温度下回火后的组织和 薄板坯连铸和均热炉均热，出炉后通过七机架连轧， 力学性能，从而确定最佳的生产和热处理工艺 轧成厚度为5.8mm的钢板，开轧温度为1030~ 表1实验用钢的化学成分（质量分数） Table 1 Chemical composition of tested steel % Si Mn P Nb Ti Mo B 0.044 0.26 1.55 0.02 0.003 <0.1 0.1 <0.40 微量 1050℃，终轧温度为830~880℃，轧后经层流冷却 700℃)，保温1h后在空气中冷却至室温.最后在回 线冷却后在540~600℃内卷取， 火后的试样上取样进行力学性能测试、显微组织和 为了确定能获得最佳综合性能的回火温度，对 析出粒子观察等 实验钢做了系列温度的回火实验，并对回火后的性 将回火后各试样加工成标准拉伸试样，在MTS 能进行了测定，文献[38]中关于高强度级别低碳 810拉伸试验机上测试其力学性能，实验结果如表2 贝氏体钢种回火后各项性能的峰值、谷值或最优综 所示，不同回火温度对性能的影响如图1所示.用 合性能等均出现在高温回火阶段，因此本文主要研 未回火试样和600℃回火试样制取碳萃取复型试 究回火温度在550℃及以上回火后的组织性能.将 样，在JEM一200OFX透射电子显微镜下对析出粒子 轧后试样分别加热至所要求的温度(550,600,650， 进行了观察 表2回火前后各试样的力学性能 Table 2 Mechanical properties of as rolled and heattreated steels 试样编号 回火温度/℃ Rpo.2/MPa R/MPa A/% Rpo.2/Rm 2 回火前 630 825 16.5 0.76 550 685 810 17.5 0.85 护 600 735 795 17 0.92 4 650 725 760 18 0.95 5 700 690 725 20 0.95 注：Ro.2、Rm和A分别表示规定非比例延伸率为0.2%时的屈服强度、抗拉强度和断后伸长率；Ro.2/Rm表示屈强比 840 21 强钢性能影响较大，各不同回火温度下的力学性能 800 20 与回火前相比均有较大变化，未回火的轧态试样其 ·屈服强度 ·抗拉强度 19 屈服强度和抗拉强度分别为630MPa和825MPa, 720 。伸长率 伸长率为16.5%；在550℃保温1h回火后屈服强 17 度提高到685MPa,抗拉强度略有降低而伸长率略 640 16 有提高；当回火温度为600℃，屈服强度达到最大 60 0 400 500 600 700 15 值，为735MPa,比未回火时增加了105MPa,抗拉强 回火温度无 度降低30MPa;当回火温度提高到650℃时，屈服 图1回火温度对6O0MPa级低碳贝氏体钢性能的影响 强度升高也比较明显，比回火前升高了95MPa,达 Fig-I Effect of tempering temperature on the mechanical properties 到725MPa,抗拉强度下降也很明显，下降了 of 600 MPa grade low carbon bainitic steel 65MPa,达到760MPa,伸长率增加到18%；当回火 温度进一步提高到700℃时，回火后屈服强度为 2 实验结果及分析 690MPa,虽然比回火前还是增加了60MPa,但相比 2.1钢板回火后的力学性能 其他回火温度，其屈服强度又有一定程度的下降 从图1中可以看出，高温回火对低碳贝氏体高 在此温度下回火抗拉强度下降最明显，达到最低值氏体在非再结晶区的变形、冷却条件以及其他生产 工艺的影响很大［3－5］．通过不同的保温和冷却工 艺可以改变微合金低碳贝氏体钢中相变产物的类 型、各相变组织的比例、组织细化程度等从而改善钢 的性能［3］．本文主要研究600MPa 级 Fe－Mn－Nb－B 系低碳贝氏体高强钢在不同温度下回火后的组织和 力学性能从而确定最佳的生产和热处理工艺． 1 实验材料和方法 实验材料来自涟源钢铁集团有限公司大生产试 制工程机械用低碳贝氏体高强钢板其主要化学成 分如表1所示．工艺路线为经高炉冶炼、钢包精炼、 薄板坯连铸和均热炉均热出炉后通过七机架连轧 轧成厚度为5∙8mm 的钢板开轧温度为1030～ 表1 实验用钢的化学成分（质量分数） Table1 Chemical composition of tested steel ％ C Si Mn P S Nb Ti Mo B 0∙044 0∙26 1∙55 0∙02 0∙003 ＜0∙1 ＜0∙1 ＜0∙40 微量 1050℃终轧温度为830～880℃轧后经层流冷却 线冷却后在540～600℃内卷取． 为了确定能获得最佳综合性能的回火温度对 实验钢做了系列温度的回火实验并对回火后的性 能进行了测定．文献［3－8］中关于高强度级别低碳 贝氏体钢种回火后各项性能的峰值、谷值或最优综 合性能等均出现在高温回火阶段因此本文主要研 究回火温度在550℃及以上回火后的组织性能．将 轧后试样分别加热至所要求的温度（550600650 700℃）保温1h 后在空气中冷却至室温．最后在回 火后的试样上取样进行力学性能测试、显微组织和 析出粒子观察等． 将回火后各试样加工成标准拉伸试样在 MTS 810拉伸试验机上测试其力学性能实验结果如表2 所示不同回火温度对性能的影响如图1所示．用 未回火试样和600℃回火试样制取碳萃取复型试 样在 JEM－2000FX 透射电子显微镜下对析出粒子 进行了观察． 表2 回火前后各试样的力学性能 Table2 Mechanical properties of as-rolled and heat-treated steels 试样编号 回火温度／℃ RP0∙2／MPa Rm／MPa A／％ RP0∙2／Rm 1 回火前 630 825 16∙5 0∙76 2 550 685 810 17∙5 0∙85 3 600 735 795 17 0∙92 4 650 725 760 18 0∙95 5 700 690 725 20 0∙95 注：RP0∙2、Rm 和 A 分别表示规定非比例延伸率为0∙2％时的屈服强度、抗拉强度和断后伸长率；RP0∙2／Rm 表示屈强比． 图1 回火温度对600MPa 级低碳贝氏体钢性能的影响 Fig．1 Effect of tempering temperature on the mechanical properties of 600MPa grade low carbon bainitic steel 2 实验结果及分析 2∙1 钢板回火后的力学性能 从图1中可以看出高温回火对低碳贝氏体高 强钢性能影响较大各不同回火温度下的力学性能 与回火前相比均有较大变化．未回火的轧态试样其 屈服强度和抗拉强度分别为630MPa 和825MPa 伸长率为16∙5％；在550℃保温1h 回火后屈服强 度提高到685MPa抗拉强度略有降低而伸长率略 有提高；当回火温度为600℃屈服强度达到最大 值为735MPa比未回火时增加了105MPa抗拉强 度降低30MPa；当回火温度提高到650℃时屈服 强度升高也比较明显比回火前升高了95MPa达 到725 MPa抗 拉 强 度 下 降 也 很 明 显下 降 了 65MPa达到760MPa伸长率增加到18％；当回火 温度进一步提高到700℃时回火后屈服强度为 690MPa虽然比回火前还是增加了60MPa但相比 其他回火温度其屈服强度又有一定程度的下降． 在此温度下回火抗拉强度下降最明显达到最低值 ·984· 北 京 科 技 大 学 学 报 第31卷