920℃正火不同温度回火对贝氏体钢力学性能影响.docVIP

920℃正火不同温度回火对贝氏体钢力学性能的影响 　　摘要:利用热处理试验、力学性能试验研究了不同回火温度对LV710贝氏体钢力学性能影响。结果表明：LV710贝氏体钢最佳的回火工艺为920℃×1h正火、300℃×2h回火，可获得的力学性能为：抗拉强度1450.9MPa，硬度39.7HRC，冲击韧度49.8J。 　　关键词:LV710贝氏体钢 回火 热处理 力学性能 　　 　　1 前言 　　目前贝氏体钢已经广泛应用于汽车前轴、铁路道岔、矿山用高强度耐磨钢球、塑料模具、油田用抽油杆等多个方面。贝氏体钢是21世纪钢铁材料中的奇葩，正朝着低碳、超低碳、超细晶和高强度方面发展，在不久的将来，将会有更加广泛的应用前景[1，2，4]。 　　本文主要是通过试验研究LV710贝氏体钢在不同的正火回火热处理后的力学性能特点，分析热处理工艺对其力学性能的影响，为其应用奠定试验依据。 　　2 实验部分 　　2.1 试验仪器及设备 　　（1）热??理试验：SXS-15-13型箱式电阻炉（最高温度1500℃）； 　　（2）拉伸试验：CMT5105A 型微机控制电子万能试验机； 　　（3）硬度试验：HT-320全洛氏硬度仪； 　　（4）冲击试验：JBN-30型冲击试验机 　　2.2 试验材料及其制备 　　试验材料：LV710新型贝氏体钢。 　　试样加工：冲击试样加工成10.2×10.2×55mm，热处理后开V 形缺口，拉伸试样加工成Φ14×80mm棒料，然后加工成Φ6mm标准短拉伸试样。 　　2.3 试验方案的确定 　　2.3.1 热处理工艺确定及其热处理试验 　　本次试验确定LV710贝氏体钢的正火温度为920℃×1h，试样空冷后在不同温度进行回火，回火温度分别为200℃、300℃、350℃、400℃、450℃、500℃、550℃、600℃，回火时间为2小时。 　　2.3.2 力学性能试验 　　1.拉伸试验，测定材料的强度、延伸率、断面收缩率等指标。 　　2.硬度试验，对经过磨加工后的冲击韧度试样进行HRC硬度测定。 　　3.冲击韧度试验，测定材料的冲击韧度。 　　2.4 试验过程 　　2.4.1 热处理过程 　　将热处理炉加热至920℃后，把试样放入炉膛内。待炉膛温度回复至920℃并稳定后开始计时，将试样加热1小时后取出，空冷后分别将试样在200℃、300℃、350℃、400℃、450℃、500℃、550℃、600℃等温度下进行回火处理。 　　2.4.2 力学性能测试 　　（1）拉伸性能测试 　　将正火+回火热处理后的拉伸试棒在CMT5105A 型微机控制电子万能试验机上进行拉伸试验，然后测量其断口直径、拉伸后的长度等参数。 　　（2）硬度测试 　　将正火+回火热处理后的冲击试样表面磨光，开V形缺口，在全洛氏硬度机上测量其硬度。每个试样至少打5个点求其平均值，算出每个回火温度下的平均硬度值。 　　（3）冲击性能测试 　　对试样打完硬度后进行冲击性能测试，先将试样放置于冲击处，并把冲击试验机的指针归零，然后摁动开关进行冲击，冲击完成之后在表盘上读出冲击吸收功的值，最后计算出各个温度下试样的平均冲击吸收功。 　　3 试验结果与分析 　　3.1 不同热处理工艺对材料力学性能的影响 　　本次试验中对试样进行了拉伸试验、硬度测试及冲击试验，各种力学性能指标。 　　300℃以下回火，抗拉强度变化不大，300℃回火后抗拉强度值最高，为1450.88MPa，回火温度超过300℃，随着回火温度的提高，贝氏体钢的抗拉强度急剧降低，600℃回火后抗拉强度值最低，为868.80 MPa。 　　随着回火温度的升高，贝氏体钢的硬度呈降低的总趋势。回火温度低于400℃时，随着回火温度的提高，硬度缓慢降低，当温度升超过400℃后，随着回火温度的提高，硬度快速降低。 　　在回火温度低于350℃时，冲击韧度下降缓慢；回火温度在350℃-500℃之间时，冲击韧度下降的比较迅速，到500℃时，冲击韧度降至最低，出现回火脆性；回火温度高于500℃时，冲击韧度迅速上升。 　　综合来看，LV710贝氏体钢920℃正火、200～350℃回火后具有良好的强韧性配合，最佳的回火温度为300℃×2h，获得的力学性能为：抗拉强度1450.9MPa，硬度39.7HRC，冲击韧度49.8J。 　　3.3 回火温度对材料力学性能影响的原因分析 　　材料力学性能随回火工艺不同变化的原因，与贝氏体铁素体碳量变化及残余奥氏体的分解有关，是两因素综合作用的结果。贝氏体铁素体是碳的过饱和固溶体，回火过程伴随着贝氏体铁素体固溶碳量的降低，造成硬度和抗拉强度的降低，因此，抗拉强度和硬度变化的总趋势是随着回火温度的升高而下降。随着回火温度的升高