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淬火—分配(简称Q&P)工艺是将Si-Mn系钢在Ms点和Mf点间某一温度淬火,随后在等于或稍高于该温度进行碳分配处理,从而获得具有马氏体(M)与稳定残余奥氏体(AR)的复相组织同时具有较高强度和良好塑韧性匹配的热处理工艺。本文通过对60Si2MnNiMo钢进行Q&P处理,借助光学金相(OM)、X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)和拉伸、冲击试验等方法,系统研究了不同的奥氏体化温度和时间、初始淬火温度和时间及碳分配温度和时间对60Si2MnNiMo钢显微组织特性和力学性能的影响规律,讨论了AR在变形过程中的TRIP效应,以期为60Si2MnNiMo钢热处理工艺优化和组织性能控制提供理论支撑,得到如下主要结果:60Si2MnNiMo钢经820℃×10 min+230℃×2 min+400℃×30 s处理后的组织为(F+M+AR),其σ0.2和σb分别为1273 MPa,1489 MPa,δ和Ak分别为10%和24 J。随着奥氏体化温度的提高,AR体积分数逐渐减少,60Si2MnNiMo钢的塑性和韧性缓慢下降,强度和硬度逐渐提高。其他条件不变,在900℃奥氏体化,随着保温时间的延长,AR体积分数先增后略有减少,60Si2MnNiMo钢强度和硬度先降低后升高,塑性和韧性及强塑积先增加后减小,保温时间为20 min时强度和塑韧性匹配最好。初始淬火温度较低时,60Si2MnNi Mo钢最终Q&P组织主要由大量的M和少量的AR组成,强度和硬度较高而塑性和韧性较低。随着淬火温度的升高,AR的体积分数先增加后减少;在220℃时达到最大(约30%),此时,60Si2MnNi Mo钢的强度和塑韧性匹配度最佳,但是硬度偏低。初始淬火保温时间对最终组织的影响不明显,AR体积分数在23~26%之间,且随着初始淬火保温时间的延长,钢的强度下降,硬度先下降后升高,塑性提高。碳分配温度和时间对60Si2MnNiMo钢最终组织和性能影响较大。随着碳分配温度的升高,AR体积分数增加,钢的强度和硬度下降,塑性、韧性及强塑积提高;在400℃进行碳分配时,延长碳分配时间,AR体积分数增加,碳分配时间为300 s时AR体积分数接近30%,并且组织中出现M-A岛以及少量的碳化物;60Si2MnNi Mo钢强度和硬度随着碳分配时间的延长而下降,塑性、韧性则提高。在扫描电镜下观察试样拉伸和冲击断口形貌,发现,奥氏体化温度为820℃时,断口有较多韧窝,呈韧性断裂;随着奥氏体化温度提高,试样断裂方式向准解理断裂和解理断裂过渡;初始淬火温度或者碳分配温度较低时,断口会出现局部的沿晶脆性断裂。碳分配温度高或者分配时间长,断口韧窝较多,表现较好塑性和韧性。试样变形后,AR量显著减少,表明在变形的过程中,部分AR发生应力(应变)诱发马氏体转变,60Si2MnNiMo钢的强度和塑韧性得到进一步提高。