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本文通过对40CrNi2Mo钢进行亚温淬火，研究了临界区加热奥氏体形成过程以及亚温淬火前的原始组织、亚温淬火后的回火温度对亚温淬火效果的影响。在前面的工作基础上，选用退火态40CrNi2Mo钢亚温淬火后于600C回火，研究其低温力学性能，并与常规调质40CrNi2Mo钢对比。
研究结果表明：(1)不同原始组织40CrNi2Mo钢临界区加热奥氏体形成过程不同。退火态40CrNi2Mo钢在临界区加热时，奥氏体的形成过程可分为三个阶段。第一阶段：奥氏体快速长进珠光体，直至珠光体全部转变为奥氏体为止；第二阶段：奥氏体缓慢向铁素体长入和长大；第三阶段：铁素体和奥氏体之间的最后成分平衡。淬火态40CrNi2Mo钢在临界区加热时，会在马氏体板条间形成针状奥氏体，还会在原奥氏体晶界、马氏体板条束界及块界处形成颗粒状奥氏体晶粒；调质态40CrNi2Mo钢在临界区加热时，奥氏体首先在铁素体晶粒边界上的渗碳体颗粒旁边形核，奥氏体核形成后，首先沿铁素体晶界长成长条状并相互连接成网状，然后向晶内推进长成颗粒状。(2)原始组织和回火温度对亚温淬火效果有一定影响。原始平衡态组织的40CrNi2Mo钢亚温淬火后经高温回火，其综合力学性能优于非平衡态组织40CrNi2Mo钢，且低温回火无法发挥亚温淬火强韧化效果。(3)随着温度的降低，亚温淬火40CrNi2Mo钢和调质40CrNi2Mo钢的强度增加，塑性降低，冲击韧性先降低后出现平台，屈服强度、抗拉强度的增长速率均增加，且二者的屈服强度的增长速率均较抗拉强度的大，另外，亚温淬火40CrNi2Mo钢和调质40CrNi2Mo钢的强度指标随温度的变化规律均可用指数公式来表示，且亚温淬火40CrNi2Mo钢的系列低温综合力学性能优于调质40CrNi2Mo钢。(4)亚温淬火40CrNi2Mo钢与调质40CrNi2Mo钢韧脆转变温度均为-55C。但亚温淬火+高温回火工艺在保证40CrNi2Mo钢良好的低温力学性能前提下，具有节能；减少工件畸变、开裂等优点。