冷却速度对SA508-3钢显微组织与力学性能的影响

利用快速热膨胀仪测得SA508-3钢奥氏体化后以不同冷速冷至室温的热膨胀曲线,通过切线法分析热膨胀曲线并结合金相显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)观察不同冷速下材料的显微组织,确定了不同冷速条件下SA508-3钢的相变类型。发现冷却速度在0.01~0.05℃/s时,发生铁素体相变、珠光体相变和贝氏体相变;冷却速度在0.1~5℃/s时,发生贝氏体相变;冷却速度在10~50℃/s时,发生马氏体相变。使用炉冷、砂冷、油冷三种冷却方式模拟大型锻件不同部位的冷却条件,并测试了不同冷却方式下材料经880℃×1h淬火+640℃×2h回火处理后的力学性能。结果表明:随着冷却速度的增加,显微组织的类型逐渐从铁素体、珠光体组织变为贝氏体和马氏体组织。较快冷速条件下,SA508-3钢可以达到强度和低温冲击韧性的良好结合,而随着冷速降低,材料的强度和冲击韧性同时下降。