圆钢3Cr2MnNiMoV钢回火温度对力学性能的影响
圆钢3Cr2MnNiMoV钢在所有微合金化元素中,V是最适合产生稳定而强烈的沉淀强化元素。研究表明,添加的V元素在热轧态下被隐藏在马氏体、贝氏体、铁素体的基体内,在加热至500℃时析出,主要形成VC和VN化合物,以析出强化方式提高钢的强度。昆明理工大学材料学院的研究者研究了回火工艺对新型3Cr2MnNiMoV塑料磨具钢显微组织和力学性能的影响,为优化钢材的生产工艺提供参考依据。
圆钢3Cr2MnNiMoV钢实验钢采用25kg真空感应炉冶炼,其主要化学成分(质量分数,%)为:0.30C,1.00Mn,2.03Cr,0.21Mo,0.90Ni,0.10V,0.23Si,其余Fe。钢锭经退火后,锻造成材,球化退火后进行组织观察,样品尺寸为Φ16m×15mm。钢材经粗加工成不同力学性能试样毛坯后进行热处理试验,热处理工艺为:750℃预热30min,在880℃保温30min,油冷到室温,然后分别在380、400、420、440、460、480、500、520、540、560、580、600、620、640℃空冷回火2h。为了研究回火温度对3Cr2MnNiMoV钢力学性能的影响,分别在500、550、600、640℃回火温度进行热处理试验。试验结果表明:
(1) 圆钢3Cr2MnNiMoV钢试验钢的淬火组织为马氏体+残留奥氏体+未溶碳化物,经380~640℃回火后,随温度升高,试验钢回火硬度、抗拉强度和屈服强度逐渐降低,而冲击功和断面收缩率显著增加;
(2) 圆钢3Cr2MnNiMoV钢试验钢经380~640℃回火后组织为回火马氏体+残留奥氏体+碳化物,随回火温度升高,渗碳体由短杆状变为球状,α相发生回复,C和合金元素不断发生脱落,伴随着VC析出和(Fe、Mn、Cr、Mo)C相的粗化;
(3) 圆钢3Cr2MnNiMoV钢经560℃回火后,试验钢具有最佳的综合力学性能:硬度44HRC,冲击功65J,抗拉强度1450MPa,屈服强度1300MPa,断面收缩率61%。试验钢的最佳热处理工艺为880℃淬火+560℃回火。