.1020 北京科技大学学报 第35卷 在这个过程中，位错通过重新组合调整、滑动而相 loy correlation.Wear,1999,225(2):1031 互对消，造成了位错密度的下降同.因此与RQ-T [3]Zhen F,Wang W,Yang H,et al.Effect of heat treatment 试样相比，位错强化是DQ-T试样强度增加的一个 on microstructure and mechanical properties of HB400 重要原因.另一方面，在典型的马氏体组织中，奥氏 grade high strength abrasion resistant steel.J Iron Steel 体晶粒被分割成若干个马氏体领域，每个马氏体领 Res Int,2011,18(Suppl 1):637 [4]Luo L J.Overview of high strength wear resistant steel 域内，在相近惯习面上，由于晶体取向不同而划分 production abroad.Wide Heavy Plate,2008,14(3):46 为不同的马氏体板条束，在板条束内部，是由若干 (罗丽军。国外高强度耐磨钢生产概述.宽厚板.2008， 晶体学位相一致的板条组成0.如图6所示，热处 14(3):46) 理工艺对马氏体板条的尺寸影响并不大.但是，由 [5]Meysami A H,Ghasemzadeh R,Seyedein S H,et al.An 表4可知，DQ-T以及RQ1-T、RQ2-T试样的板条 investigation on the microstructure and mechanical prop- 束尺寸较小，强度较高，随着再加热淬火温度的提 erties of direct quenched and tempered AISI 4140 steel. 高，RQ3-T试样的板条束尺寸增加时，抗拉强度明 Mater Des,2010.31(3):1570 显下降.因为马氏体板条的宽度与性能并无直接关 [6 Dhua S K,Sen S K.Effect of direct quenching on the mi- 系，马氏体板条束的尺寸是控制马氏体组织强度的 crostructure and mechanical properties of the lean chem- istry HSLA-100 steel plates.Mater Sci Eng A,2011, 最小有效单元，而板条束的大小与奥氏体晶粒尺寸 528(21):6356 有关，细化奥氏体晶粒，从而减小板条束尺寸，能 [7]Wang L J,Wu H B,Yu W,et al.Tempering microstruc- 够达到细晶强化的作用1-13).因此细化有效晶粒 ture and mechanical properties of low carbon bainitic steel 尺寸能够提高DQ-T和RQ-T试样的强度. directly quenched.J Mater Eng,2011(3):36 (王立军，武会宾，余伟，等.直接淬火低碳贝氏体钢的回 4结论 火组织与力学性能.材料工程，2011(3)：36) (1)NM500耐磨钢经过DQ-T和RQ-T不同的 [8]Wang Y M,Li M Y,Wei G.Control Rolling and Control 热处理工艺后均能满足工程机械用高强度低合金耐 Cooling of the Steel Plates.2nd Ed.Beijing:Metallurgi- 磨钢板GB/T24186一2009的要求，DQ-T工艺的力 cal Industry Press,2009 学性能要明显优于RQ-T,对RQ-T工艺，在900℃ (王有铭，李曼云，韦光.钢材的控制轧制和控制冷却2版 北京：冶金工业出版社，2009) 淬火+200℃回火0.5h后获得的综合力学性能 [9]Zhao YL,Shi J,Cao W Q,et al.Effect of direct quenching 较好. on microstructure and mechanical properties of medium- (2)与RQ-T相比，DQ-T试样有着更高的位错 carbon Nb-bearing steel.J Zhejiang Univ Sci A,2010, 密度和更细的板条束宽度，因而抗拉强度和硬度较 11(10):776 高，其强化机制主要为位错强化和细晶强化.随着 [10]Morris J William Jr.Comments on the microstructure 再加热淬火温度的降低，RQ-T试样的强度增加主 and properties of ultrafine grained steel.ISIJ Int,2008, 要依靠细化板条束引起的细晶强化. 48(8):1063 [11]Luo Z J,Shen J C,Su H.et al.Effect of substructure on toughness of lath martensite/bainite mixed structure 参考文献 in low-carbon steels.J Iron Steel Res Int,2010,17(11):40 [12]Zhang CY,Wang Q F,Ren J X,et al.Effect of martensitic [1]Jha A K,Prasad B K,Modi O P,et al.Correlating morphology on mechanical properties of an as-quenched microstructural features and mechanical properties with and tempered 25CrMo48V steel.Mater Sci Eng A,2012 abrasion resistance of a high strength low alloy steel. 534:339 Wear,2003.254(1/2):120 [13]Morito S,Yoshida H,Maki T,et al.Effect of block size [2]Hawk J A,Wilson R D,Tylczak J H,et al.Laboratory on the strength of lath martensite in low carbon steels abrasive wear tests:investigation of test methods and al- Mater Sci Eng A,2006,438-440:237· 1020 · 北 京 科 技 大 学 学 报 第 35 卷 在这个过程中，位错通过重新组合调整、滑动而相 互对消，造成了位错密度的下降[5] . 因此与 RQ-T 试样相比，位错强化是 DQ-T 试样强度增加的一个 重要原因. 另一方面，在典型的马氏体组织中，奥氏 体晶粒被分割成若干个马氏体领域，每个马氏体领 域内，在相近惯习面上，由于晶体取向不同而划分 为不同的马氏体板条束，在板条束内部，是由若干 晶体学位相一致的板条组成[10] . 如图 6 所示，热处 理工艺对马氏体板条的尺寸影响并不大. 但是，由 表 4 可知，DQ-T 以及 RQ1-T、RQ2-T 试样的板条 束尺寸较小，强度较高，随着再加热淬火温度的提 高，RQ3-T 试样的板条束尺寸增加时，抗拉强度明 显下降. 因为马氏体板条的宽度与性能并无直接关 系，马氏体板条束的尺寸是控制马氏体组织强度的 最小有效单元，而板条束的大小与奥氏体晶粒尺寸 有关，细化奥氏体晶粒，从而减小板条束尺寸，能 够达到细晶强化的作用[11−13] . 因此细化有效晶粒 尺寸能够提高 DQ-T 和 RQ-T 试样的强度. 4 结论 (1) NM500 耐磨钢经过 DQ-T 和 RQ-T 不同的 热处理工艺后均能满足工程机械用高强度低合金耐 磨钢板 GB/T 24186—2009 的要求，DQ-T 工艺的力 学性能要明显优于 RQ-T，对 RQ-T 工艺，在 900 ℃ 淬火 +200 ℃回火 0.5 h 后获得的综合力学性能 较好. (2) 与 RQ-T 相比，DQ-T 试样有着更高的位错 密度和更细的板条束宽度，因而抗拉强度和硬度较 高，其强化机制主要为位错强化和细晶强化. 随着 再加热淬火温度的降低，RQ-T 试样的强度增加主 要依靠细化板条束引起的细晶强化. 参 考 文 献 [1] Jha A K, Prasad B K, Modi O P, et al. Correlating microstructural features and mechanical properties with abrasion resistance of a high strength low alloy steel. Wear, 2003, 254(1/2): 120 [2] Hawk J A, Wilson R D, Tylczak J H, et al. Laboratory abrasive wear tests: investigation of test methods and al￾loy correlation. Wear, 1999, 225(2): 1031 [3] Zhen F, Wang W, Yang H, et al. Effect of heat treatment on microstructure and mechanical properties of HB400 grade high strength abrasion resistant steel. J Iron Steel Res Int, 2011, 18(Suppl 1): 637 [4] Luo L J. Overview of high strength wear resistant steel production abroad. Wide Heavy Plate, 2008,14(3):46 (罗丽军. 国外高强度耐磨钢生产概述. 宽厚板. 2008, 14(3): 46) [5] Meysami A H, Ghasemzadeh R, Seyedein S H, et al. An investigation on the microstructure and mechanical prop￾erties of direct quenched and tempered AISI 4140 steel. Mater Des, 2010, 31(3):1570 [6] Dhua S K, Sen S K. Effect of direct quenching on the mi￾crostructure and mechanical properties of the lean chem￾istry HSLA-100 steel plates. Mater Sci Eng A, 2011, 528(21): 6356 [7] Wang L J, Wu H B, Yu W, et al. Tempering microstruc￾ture and mechanical properties of low carbon bainitic steel directly quenched. J Mater Eng, 2011(3): 36 (王立军，武会宾，余伟，等. 直接淬火低碳贝氏体钢的回 火组织与力学性能. 材料工程, 2011(3): 36) [8] Wang Y M, Li M Y, Wei G. Control Rolling and Control Cooling of the Steel Plates. 2nd Ed. Beijing: Metallurgi￾cal Industry Press, 2009 (王有铭，李曼云，韦光. 钢材的控制轧制和控制冷却.2 版. 北京：冶金工业出版社，2009) [9] Zhao Y L, Shi J, Cao W Q, et al. Effect of direct quenching on microstructure and mechanical properties of medium￾carbon Nb-bearing steel. J Zhejiang Univ Sci A, 2010, 11(10): 776 [10] Morris J William Jr. Comments on the microstructure and properties of ultrafine grained steel. ISIJ Int, 2008, 48(8): 1063 [11] Luo Z J, Shen J C, Su H, et al. 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