【摘 要】
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复杂的应用环境对钢的强度、韧性等综合力学性能要求日益提高。本论文以高强度、高韧性为目标,设计并制备出一种Cr-Mo-V-Ni高强钢(Fe-1.30Cr-0.62Mo-0.46V-1.60Ni)。采用差示扫描量热法(DSC)、光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、拉伸实验和冲击实验等多种实验手段和方法,研究了不同热处理工艺对其组织和力学性能的影响。通过DSC测定实验钢的Ac_1
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复杂的应用环境对钢的强度、韧性等综合力学性能要求日益提高。本论文以高强度、高韧性为目标,设计并制备出一种Cr-Mo-V-Ni高强钢（Fe-1.30Cr-0.62Mo-0.46V-1.60Ni）。采用差示扫描量热法（DSC）、光学显微镜（OM）、扫描电镜（SEM）、透射电镜（TEM）、拉伸实验和冲击实验等多种实验手段和方法,研究了不同热处理工艺对其组织和力学性能的影响。通过DSC测定实验钢的Ac1=709℃、Ac3=868℃,在此基础上设计了实验钢的热处理工艺:退火温度为950℃,淬火温度为870～950℃。实验钢的铸态组织为铁素体+珠光体。经淬火后的组织主要为板条马氏体、残余奥氏体及碳化物。在930℃淬火时,马氏体组织最细小,且硬度达到峰值56 HRC。实验钢在180℃、230℃回火后的组织主要为板条状的回火马氏体;回火温度升高至480℃时,组织主要为保持马氏体位向的回火托氏体;回火温度进一步升高至530℃时,组织主要为保持马氏体位向的回火索氏体。马氏体板条的平均宽度在230℃回火时最小,之后随着回火温度的升高而增大。TEM结果表明,马氏体板条之间分布一薄层残余奥氏体;同时,板条马氏体内存在大量分布不均的位错,位错数量随着回火温度的升高而减少;碳化物主要在板条马氏体内析出,呈针状、短棒状或球状,其形貌和类型与回火温度有关。随着回火温度的升高,抗拉强度和硬度在230℃回火时达到峰值,分别为1689 MPa、49.6 HRC,随后逐渐降低;冲击韧性（U口）先下降后升高,在380℃回火时最小,为26.3 J/cm2。通过对冲击断口进行SEM分析后发现,230℃回火时为韧性断裂,韧窝尺寸小、数量多并且分布均匀;而在380℃回火时为混合断裂,韧窝与解理面并存;当回火温度进一步升至530℃,亦为韧性断裂。循环淬火时,无论淬火温度是否相同,增加循环淬火次数,均能使板条马氏体数量增加,同时马氏体板条间距变小,分布更加均匀。当循环淬火2次时,上述组织变化最明显,此时的综合力学性能最好。2次循环淬火后实验钢的抗拉强度达到1750 MPa,硬度超过50 HRC,冲击韧性（U口）大于48 J/cm2。通过对冲击断口进行SEM分析后发现,均为韧性断裂。
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