微量硼对英标460B用钢组织性能影响机理的研究

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某钢铁公司在生产含硼英标460用钢时轧后检测力学性能符合国标和厂控标准,但是经过48小时或者更长时间时效后重新再抽检会发现,以前合格的英标460B用钢其屈服强度可降低3040MPa,最大时可降低60MPa,而其生产的不含硼英标460B用钢经时效后,屈服强度最多降低1015MPa。大量现场数据表明含硼英标460B用钢经时效后屈服强度大幅降低没有规律性。主要采用Gleeble-3500热模拟机、场发射扫描电镜SEM及EDS能谱仪、二辊实验轧机、光学显微镜、硬度仪等实验手段,研究分析了微量硼对英标460B动态CCT曲线的影响,热机制对含硼英标460B用钢组织性能影响以及时效对英标460B用钢影响机理的研究。结果表明:测得含硼及不含硼英标460B用钢临界点分别为:Ac3=844℃,Ac1=718℃,Ar3=737℃, Ar1=625℃, Ms=345℃和Ac3=865℃, Ac1=733℃, Ar3=755℃,Ar1=666℃,Ms=358℃;微量硼元素的加入明显使英标460B用钢的动态CCT曲线右移,抑制了奥氏体向铁素体和珠光体的转变,明显增加了钢的淬透性,降低了奥氏体向马氏体转变的临界冷却速度,同时也降低了英标460B用钢的Ac3、Ac1、Ar3、Ar1和Ms温度。通过控制终轧后冷却速度可以使钢材获得:表面淬透层(回火马氏体+回火索氏体),中间过渡层(回火索氏体+铁素体+珠光体),心部(铁素体+珠光体)的显微组织;在终轧温度为880℃,淬火时间为3.83s和自回火温度为600℃的工艺条件下,可以获得较为理想的460B钢的力学性能,其淬透性深度约为900μm,硬度为116.47HRB。含硼英标460B用钢经时效后其强度明显降低是由于余热处理后过饱和的硼化物从固溶体中缓慢析出失去了对晶界及位错有效地钉扎作用,及自由氮在钢中的脱溶并且形成对钢材有害的粗大BN颗粒,从而使钢中的氮含量减少,且未发生转变的不稳定残余奥氏体经时效后将分解为马氏体,此时生成在马氏体间隙中的薄膜状残余奥氏体会随着残余奥氏体的消失而产生相变应力,加速淬火裂纹的产生与扩展,故其经过时效后这些影响因素共同作用使钢材的强度明显降低。
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