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与传统的再加热淬火回火工艺相比,直接淬火消除了离线重新加热和淬火,降低了成本并缩短了工艺流程,同时由于减少合金元素含量而降低了碳当量,改善了焊接性能。此外,更为重要的是通过直接淬火可提高钢的强韧配合。 国外对直接淬火钢的研究,大多数集中在高温回火钢,利用直接淬火后高温回火产生更强的二次硬化和高的抗回火性,从而得到优良的强韧配合。而对于低温回火钢的报道则几乎没有。本文以工业生产的转炉连铸22SiMn2TiB钢为研究对象,以实验室热轧实验为主要研究手段,对直接淬火工艺在不同轧制条件下对钢板微观组织与力学性能的影响进行了研究,同时与再加热淬火工艺进行了比较,探讨了此类钢在低温回火下提高强韧性的可能性和直接淬火工艺的机理。 试验钢加热至1250℃,保温60min后出炉,分别在900℃和750℃终轧后直接淬火,随后在200℃下回火120min,即再结晶控轧直接淬火(RCR&DQ-T)和未再结晶控轧直接淬火(CR&DQ-T)。传统的再加热淬火工艺(RQ&T)在980℃终轧后,空冷至室温,然后重新加热至奥氏体化温度920℃,保温30min后再进行淬火回火。 直接淬火钢强硬度明显高于再加热淬火钢,塑性基本相当,而韧性也有较大幅度的提升。强度及硬度按如下顺序增加:RQ&T<RCR&DQ-T<CR&DQ-T。CR&DQ-T强韧性的增加很大一部分是由于未再结晶区控轧所发生的形变热处理效果,其次就是控轧直接淬火对马氏体板条形貌产生的影响:板条束内板条之间并非成平行关系,有些板条之间成小角度,或是发生了弯曲,彼此相互交叉纠缠,使得相应的控制单元尺寸也随之减小。同时由于轧制及直接淬火过程中碳的偏聚,在RCR&DQ及CR&DQ试样中均出现了局部相变孪晶,这也可能是RCR&DQ及CR&DQ产生强化的一个原因。RCR&DQ-T及CR&DQ—T板条间残余奥氏体的量多于RQ&T,两者韧性的改善可能与马氏体板条间残余奥氏体薄膜数量的增加有关,马氏体转变开始温度Ms的降低会引起直接淬火钢中残余奥氏体的增加,而在奥氏体未再结晶区变形又导致了Ms的降低。 RCR&DQ和CR&DQ经重新奥氏体化回火处理后,与RCR&DQ-T和CR&DQ-T相比,强硬度降低,塑韧性增加,但CR&DQ强度降低和韧性增加的幅度均大于RCR&DQ,RCR&DQQ-T和CR&DQQ—T的力学性能基本相当,但仍优于RQ&T。RCR&DQ及CR&DQ经再加热淬火回火后两者的强韧性均高于RQ&T,这可能是因为RCR&DQQ