•278 北京科技大学学报 2004年第3期 1.2实验内容 奥氏体晶粒长大比较均匀，而含有残余元素锡、 (1)晶粒度评定，已有研究工作表明，稀土能 锑且未加稀土的试样B奥氏体长大明显的不均 够细化奥氏体晶粒.考虑到晶粒度对冲击实验 匀，一些奥氏体晶粒远远大于加入稀土的试样， 结果的影响，本文首先对不同成分、不同温度下 在1020℃，奥氏体晶粒继续长大，其长大情况和 的晶粒度进行评级.将试样分别在940,980， 980℃时变化情况相似，试样C长大均匀，试样D 1020℃保温1h后淬火. 次之，未加稀土的试样B均匀性最差，即加入稀 将溶有适量腐蚀剂（苦味酸+海鸥洗头膏）的 土对奥氏体晶粒度影响明显.实验表明，高于 小烧杯放入60℃恒温水浴锅中加热，待腐蚀剂溶 980℃时稀土对34CNi3Mo钢奥氏体晶粒不均匀 解后，将已经砂磨、抛光的试样抛光面朝上置于 长大有较强的抑制作用，这样，通过考虑一定的 小烧杯内，侵蚀2min后，在显微镜下观察晶粒组 晶粒度条件以及实际生产工艺，本实验中选择 织.由图1可见，在940℃时，加入稀土的试样C, 940℃作为奥氏体化温度. D的奥氏体晶粒比未加稀土的试样A,B细小一 (2)调质及回火处理.据钢的热处理曲线及晶 些，且在同样的稀土含量下，残余元素锡、锑含量 粒度评定结果，并参考实际生产操作过程，制定 低的试样C的晶粒显然比锡、锑含量高的试样D 调质处理工艺如图3所示，对调质处理后试样进 晶粒细小得多，这说明940℃时稀土对奥氏体晶 行长时间回火（脆化）处理.根据工件的实际工作 粒起了一定的细化作用. 温度选500℃作为脆化处理温度.回火时间分别 由图2可见，在980℃，加入稀土的试样C,D 为100,500,1000h.回火处理在SG-3-9型坩埚式 (b) c) (d) 30m 图1试样在940℃时的奥氏体形貌.(a)试样A;(b)试样B;(C)试样C;(d试样D Fig.1 Austenite grains of sample A(a),B(b),C(c)and D(d)at 940'C (b) 30m 图2试样在980℃时的奥氏体形貌.(a)试样A;(b)试样B;(C)试样C;(d)试样D Fig.2 Austenite grains of sample A(a),B(b),C(c)and D(d)at 980C 电阻炉进行，额定功率3kW 940℃，1h (3)冲击实验.将回火处理后的试样加工成 860℃，1h 10mm×10mm×55mm的标准夏氏冲击缺口样. 600℃，1h 系列冲击实验在JB-30B型冲击试验机上进行. 低温(0~一80℃)实验用酒精加液氮实现，不同试 样在各自的冲击温度中保温10mn后打断.用韧 性断口比例与温度的关系曲线评价试样的脆化 时间 程度向，用扫描电镜观察冲击试样断口形貌和韧 图3热处理工艺示意图 窝中析出相.将试样分别在-20，-40，-60，一70， Fig.3 Heat treatment sketch -80℃冲击试验机上冲断.8 7 北 京 科 技 大 学 学 报 4 年0第0 3 期 2 2 实L验 内容 Z ( ) 晶粒 度评 定 l . 己有 研 究工 作 表 明 , 稀 土 能 够 细化 奥 氏体 晶粒 `5] . 考 虑 到 晶粒 度 对冲 击 实验 结 果 的影 响 , 本 文 首先 对 不 同成分 、 不 同温 度下 的 晶粒 度 进 行 评 级 . 将 试 样 分 别 在 9 40 , 9 8 0, 1 02 0℃ 保 温 l h后 淬火 . 将 溶有 适 量腐 蚀剂 (苦味 酸+ 海 鸥 洗 头膏 ) 的 小烧 杯放 入 60 ℃ 恒温 水浴 锅 中加 热 , 待腐 蚀 剂溶 解后 , 将 己 经砂 磨 、 抛光 的试样 抛 光 面朝 上 置于 小烧 杯 内 , 侵蚀 Z m in 后 , 在 显微 镜 下 观察 晶粒组 织 . 由 图 1 可 见 , 在 9 4 0 ℃ 时 , 加入 稀 土 的试 样 C , D 的奥 氏体 晶粒 比 未 加稀 土 的试 样 A , B 细 小一 些 , 且在 同样 的稀 土含 量下 , 残 余 元素 锡 、 锑 含量 低 的试样 C 的 晶粒 显 然 比锡 、 锑 含 量 高 的试 样 D 晶粒 细 小得 多 , 这 说 明 9 40 ℃ 时稀 土对 奥 氏体 晶 粒起 了一定 的 细化 作用 . 由 图 2 可见 , 在 98 0 ℃ , 加 入 稀土 的试样 C , D 奥 氏 体 晶粒 长 大 比较 均 匀 , 而 含 有残 余元 素 锡 、 锑且 未 加稀 土 的试 样 B 奥 氏 体长 大 明显 的不 均 匀 , 一些 奥 氏体 晶 粒远 远 大于 加 入稀 土 的试 样 . 在 1 02 0 ℃ , 奥 氏体 晶粒 继续 长 大 , 其 长 大情 况 和 9 80 ℃ 时变化 情 况 相似 , 试样 C 长大 均 匀 , 试 样 D 次之 , 未加 稀土 的试样 B 均 匀性 最 差 , 即加 入稀 土对 奥 氏体 晶粒 度 影 响 明显 . 实 验 表 明 , 高于 98 0 ℃ 时稀 土对 34 CNr i3 M O 钢 奥 氏 体 晶粒 不 均 匀 长大 有 较 强 的抑制 作 用 . 这样 , 通 过 考 虑一 定 的 晶 粒度 条 件 以及 实 际 生产 工 艺 , 本 实 验 中选 择 94 0 ℃ 作 为 奥 氏体 化温 度 . (2 )调 质及 回火 处理 . 据 钢 的热处 理 曲线及 晶 粒 度 评 定 结果 , 并 参考 实 际 生产 操作 过程 , 制 定 调质 处 理工 艺 如 图 3 所 示 . 对 调质 处 理后 试样 进 行长 时 间回火 (脆 化 ) 处 理 . 根据 工 件 的实 际工作 温 度 选 5 0 ℃ 作 为脆化 处理 温度 . 回火 时 间分别 为 100 , 5 0 0 , 1 0 0 0 h . 回火 处 理在 S-G 3一 型增 竭 式 图 1 试 样在 , 40 ℃ 时 的奥 氏体 形貌 . (a) 试 样 ;A ( b )试 样 ;B (c) 试 样 ;C (d) 试样 D Fi g · 1 A u st e n it e g r a i n s o f s a m p l e A ( a ) , B b( ) , C ( e ) a n d D ( d ) a t 9 4 0℃ 目 孟 城 砰仕 , 舀 O U 阿 阴 哭 比 体游 貌 . 峥 )城件 A ; 气)D 城砰 t, ; 伏夕城件 L ; 价 )城 件 ” F i g · 2 A u s et n it e g r a in s o f s a m P le A ( a ) , B (b ) , C (c) a n d D ( d ) a t 9 8 0℃ 9 4 0 ℃ , l h 侧 明 8 6 0℃ , l h 人 、 0/ ℃ , l h\ \ 冷 / \ 水 \ / \ 冷 时 间 图 3 热 处理工 艺 示意 图 iF g · 3 H e a t t er a t m e n t s ke t c h 电阻炉 进 行 , 额 定功 率 3 k w , (3 ) 冲 击 实验 . 将 回火处 理后 的试 样加 工 成 10 ~ “ 10 ~ x 5 ~ 的 标 准 夏 氏 冲 击缺 口 样 . 系列 冲 击 实验 在 BJ 一OB 型冲 击试 验 机上 进 行 . 低温 (0 一80 ℃ ) 实验 用 酒精 加 液氮 实 现 , 不 同试 样在 各 自的冲 击温 度 中保 温 10 m in 后 打 断 . 用 韧 性 断 口 比例 与温 度 的关 系 曲线评 价 试 样 的脆 化 程度 【6] , 用 扫描 电镜观 察冲击 试 样断 口 形貌 和 韧 窝 中 析 出 相 . 将 试 样 分 别 在 一 20 , 一 40 厂 60 厂 70 , 一 8 0 ℃ 冲 击试 验 机 上冲 断