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实验材料与方法
2.1实验材料及特点
实验用钢Q690是由河北钢铁集团舞阳钢铁有限责任公司提供。钢板出
厂时为调质态，即淬火后高温回火。钢材的成分如表2-1所示。
表2-1Q690的化学成分（wt%）
Table2-1ChemicalcompositionofQ690（wt%）
CSiMnPSCrAlMoTiCuNbNiV
0.150.351.310.0120.0020.270.0340.160.0160.090.010.030.045
w(Mn)w(Cr)+w(Mo)w(V)w(Cu)w(Ni)
注：Cw(C)
eq6515
由表2-1可以看出该实验材料含有多种合金元素而且Si、Mn含量较高，
含碳量仅为0.15wt%，为低合金高强钢。该钢种常温下的屈服强度690MPa，
抗拉强度为770MPa~940MPa，伸长率14%。目前主要应用于石油、化工等
行业，海洋平台也是其应用的主要领域之一。因其具有一定的焊接性能也被
称为高强度焊接结构钢。
2.2试样的热处理工艺
本文研究的Q690钢板为低合金高强钢，其含碳量为0.15wt%，由于较
低的含碳量，会导致经Q-P-T工艺处理后的室温下残余奥氏体的含量不会很
多。因此，合理的选择热处理工艺参数，对提高残余奥氏体的含量具有重要
的意义。淬火温度、碳分配温度即时间是主要的几个参数，其中，初始淬火
温度的选择尤为重要：淬火温度过低，会导致一步淬火后奥氏体的含量减少，
即使再次水淬到室温后全部保存下来，残余奥氏体的含量也不会高；反之，
如若淬火温度过高，尽管一步淬火后奥氏体量充足，但是较少的马氏体导致
碳分配后的奥氏体中含碳量仍旧不足，进一步水淬到室温的过程中奥氏体因
为不稳定再次发生马氏体相变而依然导致奥氏体的量不足。
根据JMatPro软件，可以得到Q690钢的CCT和TTT曲线如图3-2a、b
所示，可知Q690钢板的Ac3值为883.35℃，一般情况下奥氏体化温度应该
比Ac3温度高30~50℃，所以，在本文的热处理实验中，采用的奥氏体化温
度为930℃，保温时间为半小时。具体的热处理工艺，在第三章中将详细介
绍。
2.3显微组织观察与表征
2.3.1OM（光学显微镜）观察
本文有一般常规的方法制取金相试样，将经过不同热处理工艺的试样用
线切割截取面积为10mm10mm样品。为了研磨方便，将切割好的金属薄片
用SIMPLIMET1000型镶嵌机镶嵌，手工将镶好的金相样依次经过、
9m
、AlO的抛光布研磨抛光。采用手工研磨是为了机械研磨可能会因为
3m
23
施加的力过大，表面发生马氏体转变现象的发生。将磨好的金相样使用4vol.%
的硝酸酒精溶液腐蚀，具体的腐蚀时间与材料本身及热处理工艺有关，针对
本实验的样品腐蚀的时间为6~8s，腐蚀结束后如果表面有油渍要用洗洁精进
行去污处理，然后用水冲洗干净，最后再用酒精清洗并用热风吹干，制备好
的试样用于光学
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