三种热处理工艺对低合金耐磨钢组织和磨损性能的影响

采用扫描电镜、透射电镜等研究了低合金耐磨钢经低温回火、循环热处理、一步配分热处理后的显微组织,采用磨粒磨损试验机测试其磨损质量.结果表明:试验钢经低温回火后的组织为板条马氏体加少量析出相;循环热处理的试验钢的马氏体板条消失,在原奥氏体晶界上和基体处均有碳化物析出相;淬火配分热处理的试验钢中的马氏体板条比较明显,并有少量的残留奥氏体.能谱成分分析可知,不同热处理工艺后试验钢中的微米尺寸的析出相主要是(Ti,Nb)C,球形与椭球形纳米尺寸析出相是(Ti,Nb,V,Mo)C.淬火加200℃低温回火处理的试验钢的硬度为46.5 HRC,循环热处理的试验钢的硬度最低,为31.48 HRC,淬火加一步配分热处理的试验钢的硬度为44.84 HRC.磨粒磨损实验结果表明,淬火加200℃低温回火处理后的试验钢的耐磨损性最佳,淬火加配分处理的试验钢的磨粒磨损性能与淬火加低温回火的试验钢相差不大,循环热处理的试验钢的磨粒磨损性能较差.     

550 MPa级海洋工程用钢板低温韧性波动原因分析

 550 MPa级海洋工程用钢在低温冲击功波动较大。为了进一步探究产生低温韧性波动的原因,在不同温度(-100 ℃~室温)对试验钢进行冲击试验。结合光学显微镜、扫描电子显微镜、透射电镜等设备,分析冲击断口、显微组织、第二相、夹杂物。结合热力学计算等对低温韧性波动原因进行分析讨论。结果表明,试验钢强度满足等级要求,随着温度降低冲击吸收功不断降低,韧脆转变温度为-50 ℃左右。在-60 ℃下冲击功出现较大波动,出现了18 J的极低值,断口为准解理断裂,剪切断面率为8%,裂纹源处存在Ti,Nb(C,N)和MnS的复合夹杂。而在相同温度下冲击功为122 J的试验钢,剪切断面率为34%,断口发现有明显的韧窝。试验钢组织主要为回火贝氏体加极少量铁素体,贝氏体板条中存在高密度位错,晶界上有(Fe,Cr)₃C合金渗碳体与少量NbC和富Cu析出相。试验钢以小角度晶界为主,大角度晶界占比较低。基体中有少量(Ca,Al,Mg,Mn,S)等复合夹杂物,多呈近圆形和多边形,大小多为1~3 μm,占检测到的总数量的85.87%。占比例最高的是CaS-Oxide-MnS类夹杂,为31.2%。热力学计算结果表明试验钢凝固过程中TiN先于MnS析出。晶界与晶内粗大的析出相、夹杂物、较高比例的小角度晶界与塞积的不可动位错等多种因素对低温冲击韧性产生不利影响,存在大颗粒含钛析出相是造成冲击韧性波动大的关键原因。