正火预处理对高速犁用28MnB5钢组织及力学性能的影响

为解决现有国产高速犁入土部件存在强韧性不足的问题,研究了正火-淬火-回火(N-Q-T)工艺对28MnB5钢微观组织与力学性能的影响机制,并与现有淬火-回火(Q-T)工艺生产的高速犁入土部件进行了对比。结果表明,N-Q-T态和Q-T态28MnB5钢的组织均以板条马氏体为主,N-Q-T态的马氏体板条平均宽度(0.9μm)显著低于Q-T态(1.5μm),且N-Q-T态的强度和韧性均显著高于Q-T态。基于Hall-Petch关系进一步分析可知,板条马氏体细化是导致N-Q-T态28MnB5钢强度提升的主要原因。同时,N-Q-T态28MnB5钢的板条马氏体细化也导致其大角度晶界占比(34.9%)显著高于Q-T态(25.1%),有助于产生更多的残留奥氏体来抑制裂纹的扩展,从而间接地提高韧性。     

淬火-回火工艺对高速翻转犁用28MnB5铁基合金的组织及性能影响

为了解决现有国产高速翻转犁入土部件因硬度和强度不足而导致的服役寿命偏低的问题,对28MnB5铁基合金采用了淬火-回火(QT)的热处理工艺,并探讨了该工艺对28MnB5铁基合金微观组织与力学性能的影响机制。结果表明,热轧态28MnB5铁基合金的组织主要由铁素体和珠光体交替分布而成的带状组织组成。与热轧态28MnB5铁基合金显著不同,经淬火-回火工艺处理后(QT态)的28MnB5铁基合金的组织主要由尺寸细小且均匀分布的板条马氏体组成,其单个板条马氏体的面积主要集中在0～5μm²范围内。力学性能测试结果表明,经过淬火-回火处理后的QT态28MnB5铁基合金的硬度和强度具有显著提升,具体表现为屈服强度从561 MPa提高至1451 MPa,抗拉强度从744 MPa提高至1843 MPa,洛氏硬度从HRC 18.8提高至HRC 51.3。这主要归因于28MnB5铁基合金中的B元素在淬火过程中显著提高了铁基合金的淬透性,获得了近乎全马氏体的QT态28MnB5铁基合金。研究成果可望为具备高硬度高强度性能的农机入土部件制造提供可行的技术方案。