论文部分内容阅读
为了减少马氏体中锰钢因韧塑性能不足而产生的开裂和磨损失效,本文利用淬火-配分(Q&P)工艺在马氏体中锰钢基体中引入一定体积分数残余奥氏体,借助OM、SEM观察微观组织形貌,采用TEM、EBSD、XRD等技术分析残余奥氏体形貌、分布与体积分数,使用硬度计、万能拉伸试验机测试钢的强韧性能,借助磨粒磨损试验机测试钢的抗磨损性能。研究了不同冷却速率对相变行为的影响,淬火-配分(Q&P)工艺对组织演变、强度及磨损性能的影响。主要结论如下:(1)不含Ti中锰钢奥氏体化后经不同速率(0.05℃/s～30℃/s)冷却到室温,只发生马氏体相变。当试验钢以较慢的冷却速率(0.05℃/s)冷却时,马氏体发生“碳配分”现象,使得奥氏体的稳定性增大,室温残余奥氏体体积分数增加到12vol.%左右。试验钢的维氏硬度y和冷却速率x之间满足双指数衰减关系:y=-42.23 exp(-x/4.745)-38.27 exp(-x/0.17)+573.76。(2)不含Ti与含Ti中锰钢经Q&P处理后,均得到马氏体加不同体积分数残余奥氏体组成的组织。不含Ti中锰钢Q&P处理后残余奥氏体体积分数最大为19.7vol.%,而含Ti中锰钢由于(Ti,Mo)C析出相存在,降低了C扩散速度,Q&P处理后残余奥氏体体积分数最大为12.5vol.%。拉伸过程残余奥氏体发生了明显的TRIP效应。不含Ti中锰钢220℃淬火-350℃配分后强韧综合性能较好,屈服强度914MPa,抗拉强度1526MPa,延伸率15.5%。(3)不含Ti中锰钢磨损机理主要是塑性变形与疲劳剥落,而含Ti中锰钢磨损机理主要是微切削与疲劳破坏。磨损过程残余奥氏体诱发马氏体相变,增大了抗磨损能力。含Ti中锰钢内(Ti,Mo)C第二相粒子阻碍磨料滑动,使含Ti中锰钢的抗磨性能达到不含Ti中锰钢的1.7倍以上。