吉林大学学报(工学版) ›› 2020, Vol. 50 ›› Issue (2): 520-525.doi: 10.13229/j.cnki.jdxbgxb20190012

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等温热处理温度对超级贝氏体组织与性能的影响

修文翠1,2(),吴化1(),韩英1,刘云旭1   

  1. 1.长春工业大学 先进结构材料省部共建教育部重点实验室，长春 130012
    2.吉林农业科技学院 机械与土木工程学院，吉林省 吉林市 132101
  • 收稿日期:2019-01-04 出版日期:2020-03-01 发布日期:2020-03-08
  • 通讯作者: 吴化 E-mail:xiuwencui@jlnku.edu.cn;wuhua@ccut.edu.cn
  • 作者简介:修文翠（1982-），女，讲师，博士研究生.研究方向：金属材料强韧化.E-mail：xiuwencui@jlnku.edu.cn
  • 基金资助:
    国家自然科学基金项目(51171030);吉林农业科技学院青年基金项目(2017214);吉林农业科技学院现代农业机械化与信息化创新团队项目(2017005)

Effect of isothermal heat treatment temperature on microstructure and mechanical properties of super bainite

Wen-cui XIU1,2(),Hua WU1(),Ying HAN1,Yun-xu LIU1   

  1. 1.Key Laboratory of Advanced Structural Materials of Ministry of Education，Changchun University of Technology，Changchun 130012, China
    2.School of Mechanical and Civil Engineering，Jilin Agricultural Science and Technology University, Jilin 132101, China
  • Received:2019-01-04 Online:2020-03-01 Published:2020-03-08
  • Contact: Hua WU E-mail:xiuwencui@jlnku.edu.cn;wuhua@ccut.edu.cn

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摘要：

研究了70Si2Mn2CrMo钢经不同温度等温热处理后，产生超级贝氏体组织转变的同时，碳化物析出的情况以及对其力学性能的影响。通过对试样的显微组织和力学性能的检测分析，确定了碳化物析出的温度及类型；同时表明，由于碳化物析出减少了过冷奥氏体中C含量，致使其稳定性下降，超级贝氏体中残余奥氏体质量分数减少。与220 ℃等温热处理没有碳化物析出的样品相比较，245 ℃等温热处理样品的抗拉强度降低11%，强塑积降低16%，疲劳循环断裂次数降低55%。

关键词: 金属材料, 超级贝氏体, 碳化物析出, 等温热处理温度, 力学性能

Abstract:

In order to study the super-bainite structure transformation of 70Si2Mn2CrMo steel after isothermal heat treatment at different temperatures, the precipitation of carbide and its mechanical properties were studied. The temperature and type of carbide precipitation were determined by the analysis of the microstructure and mechanical properties of the sample. It is shown that the precipitation of carbide reduces the carbon content in the overcooling austenite, resulting in low stability of the steel and the volume fraction of retained austenite in super-bainite is reduced. Compared with the sample of no carbide precipitation at 220 °C isothermal heat treatment, the tensile strength of the sample steel decreased by 11%, the strong plastic product decreased by 16%, and the fatigue cycle fracture times decreased by 55%, at 245 ° C isothermal heat treatment.

Key words: metal material, super-bainite, carbide precipitation, isothermal heat treatment temperature, mechanical property

中图分类号: 

  • TG142.1

图1

试验钢热处理工艺曲线图"

表1

试验钢热处理工艺参数"

实验号温度TA/℃，时间/h温度T/℃，时间/h
1910，1195，48
2910，1220，48
3910，1245，48
4910，1350，48

图2

不同温度等温热处理后试样的组织形貌"

表2

不同温度等温热处理后试样的硬度值"

等温温度/℃硬度值/HRC
35043
24551
22054
19556

图3

不同温度等温热处理后试样的TEM像及其衍射斑点标定"

图4

不同温度等温热处理试样的XRD衍射图"

表3

不同温度等温热处理试样组织中残余奥氏体量及其碳含量"

等温热处理温度/℃残余奥氏体质量分数/%残余奥氏体中C质量分数/%
2457.730 00.878 7
2208.416 91.020 4
1955.079 31.090 9

图5

220 ℃和245 ℃等温热处理后样品的拉伸应力应变曲线"

表4

220、245 ℃等温热处理后样品的拉伸与疲劳试验数据"

等温处理温度/℃抗拉强度/MPa伸长率/%强塑积/(MPa·%)疲劳断裂/103次
2202 3477.6417 931184
2452 0827.2415 07483

图6

不同温度等温热处理后样品的疲劳断口形貌"

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