高強度結(jié)構(gòu)鋼低溫韌性研究.pdf

1、高強度結(jié)構(gòu)鋼因高強度化的不斷發(fā)展,其應(yīng)用領(lǐng)域也在不斷拓寬。目前,高寒地區(qū)的工程機械、航空航天、石油勘探、極地科考等低溫領(lǐng)域?qū)ρb備用緊固件的需求量、安全性要求均不斷提高,這就意味著對緊固件用高強度結(jié)構(gòu)鋼不但要適應(yīng)如-40℃、-101℃甚至溫度更低的低溫沖擊的服役環(huán)境,而且應(yīng)同時具有良好的熱處理性能、切削加工性能和氫致延遲斷裂性能等。本文在常用緊固件用42CrMo鋼的基礎(chǔ)上,通過改變微合金元素和熱處理工藝等手段來控制鋼的微觀組織與晶粒尺寸,

2、分析了CCT曲線、力學性能、晶粒長大、氫致延遲斷裂性能等的變化規(guī)律,重點研究微合金元素與細化組織晶粒對低溫沖擊韌性的影響。
　　研究結(jié)果表明:通過增加微合金元素Al、Nb、Ti的含量,能使CCT曲線向左上方移動,提高相變點,降低馬氏體相轉(zhuǎn)變臨界冷卻速度,提高淬透性;同時,能有效細化原奧氏體晶粒尺寸與板條馬氏體組織。細化組織晶粒能有效提高低溫韌性,降低韌-脆轉(zhuǎn)變溫度。與粗晶粒鋼相比,細晶粒鋼AKV2(-101℃)提高將近20J,FA

3、TT50降低約40℃。但晶粒細化并未能提高試驗鋼的室溫沖擊韌性,這可能與較高的N、S含量及較高的強度有關(guān)。
　　試驗鋼的晶粒尺寸對淬火溫度與時間敏感,當淬火溫度增加、保溫時間延長時,晶粒尺寸增加。當增加鋼中微合金元素含量時,能顯著提高晶粒長大激活能,延緩晶粒長大趨勢,提高混晶現(xiàn)象出現(xiàn)的溫度,提高鋼的硬度值。
　　試驗鋼的綜合力學性能對回火溫度敏感,當回火溫度升高時,硬度和強度降低,塑性和韌性提高,尤以屈服強度和斷面收縮率的變