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回火温度对Q960级高强结构钢组织及力学性能的影响随着中国工程.pdfVIP

回火温度对Q960级高强结构钢组织及力学性能的影响随着中国工程.pdf

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英雄者,胸怀大志,腹有良策,有包藏宇宙之机,吞吐天地之志者也。——《三国演义》

回火温度对Q960级高强结构钢组织及

力学性能的影响

随着中国工程机械行业向“三高一大”方向发展,对作为整机基础的钢结构件提

出了进一步的要求,不断向高强度、高附加值的优良综合性能发展。其中屈服强

度960Mpa级别的高强钢需求趋势明显,是目前各中厚板厂家大力投入研发的品

种之一。国外一些先进钢企已经能在此级别上稳定供货,且性能优良,而国内却

寥寥无几,因此开发出性能良好的该品种钢具有广泛而实际的意义。

调质热处理工艺是生产高强度结构钢的主要方式,可以满足钢板性能稳定并

均匀的要求。本研究通过适当的合金成分优化设计,以多元少量的复合强化为原

则,重点讨论分析了淬火后钢板的不同回火温度对显微组织及力学性能的影响机

制,最终得到了最佳的调质热处理工艺参数。

1试验材料及方法

试验用钢在国内某钢厂150kg真空感应熔炼炉中冶炼,具体化学组成及质量分

数见表1所示。钢锭经锻造、机加工成100mm(厚)×100mm(宽)×120mm(长)

的待轧方坯料。

表1用钢的化学成分(质量分数)

CSiMnSPNb+V+TiCrMoCuNiB

0.170.231.230.0030.0050.080.520.310.230.260.0015

将坯料在高温电阻炉中加热至1200℃,保温0.5~1h利用实验室450mm2

可逆式热轧机进行两阶段的控制轧制。奥氏体再结晶区轧制在1000~1150℃内

完成,每道次压下率不低于20%;奥氏体未再结晶区开轧温度为900℃,经6道

次轧制到12mm的目标厚度,累积压下率不低于50%,终轧温度控制在

830~860℃。轧后利用层流冷却设备以25~30℃/s的冷速将热轧板冷至约600℃,

然后空冷到室温。淬火制度为900℃保温20min后水淬至室温。回火温度研究范

围为150℃至700℃,每间隔50℃设置一考察温度点,保温时间统一为40min。

拉伸力学性能测试在100t电液伺服万能试验机上进行,采用6mm圆形横

截面标准拉伸样,试样沿垂直于轧制方向截取,力学性能取3个试样的平均值。

夏比冲击试验在-40℃条件下进行,试样采用V型缺口,尺寸为

10mm×10mm×55mm。显微组织研究利用Quanta600扫描电子显微镜以及Tecnai

G220透射电子显微镜完成。

2试验结果与分析

试验钢淬火后,经不同温度进行回火处理,其力学性能与回火温度变化的关

系如图1所示。

英雄者,胸怀大志,腹有良策,有包藏宇宙之机,吞吐天地之志者也。——《三国演义》

图1回火温度对力学性能的影响

试验钢淬火态具有极高的强度值,屈服强度可达到1200Mpa,随回火温度

的升高,强度下降,而韧塑性总体上呈现升高趋势,其中在300~450℃范围内出

现一个韧塑性能的恶化区。当回火温度为600℃时,试验钢具有最佳的强韧性能

匹配,屈服强度1030Mpa,抗拉强度1080Mpa,伸长率15.9%,-40℃冲击功

达144J,良好的综合力学性能满足国标GB/T16270-2009要求。

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