回火工艺对铌钛低碳贝氏体钢组织与性能的影响
高强度低碳贝氏体钢是国际上新发展的一类高强度、高韧性、优良焊接性能的多用型钢种,已在工程机械、造船和石油天然气输送管线等行业得到广泛应用,尤其在工程机械行业,随其向大型化、轻型化发展,对其结构件的屈服强度和冲击韧性、可焊性能提出了更高的要求。
目前,普遍应用的460MPa和550MPa级贝氏体钢已实现TMCP工艺制造技术,更高级别钢种国内外则普遍采用再加热淬火+回火方式生产,不仅增加了设备投资,而且工序繁多,钢材合金成本增加,极大地制约了经济效益的提高。因此,采用TMCP+回火工艺代替再加热淬火+回火工艺已成为目前研究的重点,TMCP+回火工艺没有全面的可供参考的研究文献。该工艺主要通过合理设计轧制、冷却工艺保留低温大压下量终轧时钢板组织内部的高密度位错,为相变增加形核点,细化组织,然后通过回火提高综合力学性能。
通过光学显微镜、透射电镜和力学性能检验,研究了回火温度对TMCP型铌钛微合金化钢低碳贝氏体钢微观组织结构、第二相析出及力学性能的影响。结果表明:
(1)回火后力学性能非单调变化,归因于铌钛微合金化钢在回火过程中,贝氏体内位错亚结构回复软化与第二相析出强化及碳的脱溶机制综合作用。
(2)400~500℃回火,Nb、Ti第二相持续析出强化,随回火温度的升高,板条贝氏体回复作用逐渐加强并逐渐达到回复稳定状态。回火温度≥500℃时,M/A岛组织发生分解,贝氏体板条合并、组织粗化,析出相聚集长大,固溶元素脱溶,组织演变为贝氏体和铁素体,强度持续降低,但韧性得到改善。
(3)550℃回火后钢板具有最佳综合力学性能:抗拉强度为790MPa,屈服强度为740MPa,伸长率为16.5%,-20℃冲击吸收能量为250J。
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