张国文等：A1对淬回火H11钢力学性能和碳化物的影响 ·213· 100 um 1004m 图91060℃淬火品粒度.(a)0A:(b)0.77A Fig.9 Grain size of tested steels quenched at 1060C:(a)0Al:(b)0.77Al 62 (a) 400 b)。-0A1-1010℃淬火◆一0.77A-1010℃淬火 360 ·-0A1-1030℃淬火 ←一0.77A-1030℃淬火 58 4-0A1-1060℃淬火一0.77Al-1060℃淬火 320 -0A1-1080℃淬火 ◆-0.77A1-1080℃淬火 280 52 240 200 48 -0Al-1010℃淬火◆0.77A1-1010℃淬火 160 46/ ▲-0A1-1030℃淬火-0.77A1-1030℃淬火 ◆-0Al-1060℃淬火←0.77A-1060℃淬火 44 0A1-1080℃淬火◆-0.77A-1080℃淬火 120 050100150200250300350400450500550600650 894040480500520540560580600 回火温度℃ 回火温度℃ 图10不同淬回火工艺下的硬度和冲击功，(a)硬度：(b)冲击功 Fig.10 Hardness and impact energy of tested steels quenched and tempered at different heat treatment processes:(a)hardness;(b)impact energy 出现在510℃（二次硬化峰）附近，且0.77A1钢的二 著.600℃回火时，从图11(e)中可以发现0Al钢的 次硬化更加明显，当回火温度高于560℃时.0.77A1 碳化物大部分已经聚集球化成尺寸更大的大块状， 钢的回火硬度和0A1钢近乎相同，600℃回火时甚至 相邻碳化物之间界线不再清晰：0.77A1钢经600℃ 要稍低于0Al钢. 回火后，虽然碳化物尺寸也进一步增大且数量增多， 图11为两种试验钢回火时的典型组织形貌，图 但并未出现明显的球化，碳化物之间界线尚可辨清. 7(b)、(c)、(d)及表2为回火态碳化物萃取结果. 两种钢经此温度回火的碳化物均为Cr2C6和C,C3, 对比图11(a)与图11(b)可知，510℃回火时0.77Al 只是0.77A1钢的碳化物总量稍低于0A1钢，且两 钢碳化物较0A!钢细小且分布更加均匀：由7(b)中 种钢中不同类型碳化物所占比例不同，0.77A1钢 X射线衍射峰的相对强度可知，0.77A1钢在510℃ 和0Al钢中占大多数的碳化物分别是Cr,C,和 回火时析出了大量的MoC,而0A1钢的析出物主要 Cr23C6. 是V,C和Mo2C.虽然0A1钢碳化物析出总量要多 由于回火过程晶粒的粗化并没有奥氏体化过程 于0.77A钢，但0Al钢的碳化物尺寸普遍大于 那么明显，因此回火硬度主要和碳化物的分布、粗化 0.77A1钢，有一定的粗化效应.560℃回火后两种 程度以及马氏体板条的回复有关.当第二相粒子较 试验钢的碳化物均较510℃回火时多而粗大，如图 小且与基体成共格或半共格析出时，位错主要通过 11(c)和图11(d)所示，特别是0Al钢中有部分碳化 切割第二相粒子产生强化，第二相粒子直径比较大 物聚集成长条状的大块碳化物，如图11(c)中箭头 时，位错主要通过绕过机制对钢起到强化作用.根 所示.0.77Al钢560℃回火时的析出物主要是Cx,C, 据Delagnes等t的工作，当强化机制为切割第二相 和少量的(Fe,Cr)zC,0Al钢在560℃回火的析出物 粒子时，强化效果与第二相粒子尺寸成正比：而强化 主要是Cr,C和CraC6以及少量的(Fe,Cr)2C,Al对 机制为绕过第二相粒子时，强化效果与第二相粒子 此温度回火时碳化物析出的阻碍已没有510℃时显 尺寸成反比.由文献[14]可知，粒子尺寸大于10nm张国文等: Al 对淬回火 H11 钢力学性能和碳化物的影响 图 9 1060 益淬火晶粒度 郾 (a) 0Al; (b) 0郾 77Al Fig. 9 Grain size of tested steels quenched at 1060 益 : (a) 0Al; (b) 0郾 77Al 图 10 不同淬回火工艺下的硬度和冲击功 郾 (a) 硬度; (b) 冲击功 Fig. 10 Hardness and impact energy of tested steels quenched and tempered at different heat treatment processes: (a) hardness; (b) impact energy 出现在 510 益 (二次硬化峰)附近,且 0郾 77Al 钢的二 次硬化更加明显,当回火温度高于 560 益 时,0郾 77Al 钢的回火硬度和 0Al 钢近乎相同,600 益回火时甚至 要稍低于 0Al 钢. 图 11 为两种试验钢回火时的典型组织形貌,图 7(b)、(c)、( d) 及表 2 为回火态碳化物萃取结果. 对比图 11(a)与图 11(b)可知,510 益回火时 0郾 77Al 钢碳化物较 0Al 钢细小且分布更加均匀;由 7(b)中 X 射线衍射峰的相对强度可知,0郾 77Al 钢在 510 益 回火时析出了大量的 MoC,而 0Al 钢的析出物主要 是 V2C 和 Mo2C. 虽然 0Al 钢碳化物析出总量要多 于 0郾 77Al 钢, 但 0Al 钢的碳 化 物 尺 寸 普 遍 大 于 0郾 77Al 钢,有一定的粗化效应. 560 益 回火后两种 试验钢的碳化物均较 510 益 回火时多而粗大,如图 11(c)和图 11(d)所示,特别是 0Al 钢中有部分碳化 物聚集成长条状的大块碳化物,如图 11(c)中箭头 所示. 0郾 77Al 钢 560 益回火时的析出物主要是Cr7C3 和少量的(Fe, Cr)2C,0Al 钢在 560 益回火的析出物 主要是 Cr7C3和 Cr23C6以及少量的(Fe, Cr)2C,Al 对 此温度回火时碳化物析出的阻碍已没有 510 益 时显 著. 600 益回火时,从图 11(e)中可以发现 0Al 钢的 碳化物大部分已经聚集球化成尺寸更大的大块状, 相邻碳化物之间界线不再清晰;0郾 77Al 钢经 600 益 回火后,虽然碳化物尺寸也进一步增大且数量增多, 但并未出现明显的球化,碳化物之间界线尚可辨清. 两种钢经此温度回火的碳化物均为 Cr23C6和 Cr7C3 , 只是 0郾 77Al 钢的碳化物总量稍低于 0Al 钢,且两 种钢中不同类型碳化物所占比例不同,0郾 77Al 钢 和 0Al 钢中 占 大 多 数 的 碳 化 物 分 别 是 Cr7 C3 和 Cr23C6 . 由于回火过程晶粒的粗化并没有奥氏体化过程 那么明显,因此回火硬度主要和碳化物的分布、粗化 程度以及马氏体板条的回复有关. 当第二相粒子较 小且与基体成共格或半共格析出时,位错主要通过 切割第二相粒子产生强化,第二相粒子直径比较大 时,位错主要通过绕过机制对钢起到强化作用. 根 据 Delagnes 等[1]的工作,当强化机制为切割第二相 粒子时,强化效果与第二相粒子尺寸成正比;而强化 机制为绕过第二相粒子时,强化效果与第二相粒子 尺寸成反比. 由文献[14]可知,粒子尺寸大于 10 nm ·213·