马氏体钢的传统热处理工艺是淬火后回火,所得马氏体组织能够得到相对较好的强度和韧性。为了进一步改善材料的综合性能,2003年,美国提出了一个新的热处理工艺概念—“Quenching and Partitioning Process”(Q&P,淬火和分配工艺),指出可以通过控制残余奥氏体的量来改变微观组织结构,从而达到改善材料力学性能的目的。论文通过对几种不同碳含量的钢种进行Q&P工艺处理的试验,研究了工艺中不同QT(quenching temperature)温度对力学性能以及微观组织结构的影响,并与传统淬火回火工艺进行比较,初步探讨了Q&P工艺对材料力学性能和显微组织的影响规律。Q&P新工艺在强度损失较小的情况下,有效提高了材料的冲击韧性,能够更大程度的改善材料性能;随着工艺中QT温度的升高,第一次淬火得到的先形成马氏体量减少,各不同碳含量的实验用钢强度都呈现降低的趋势,冲击韧性存在一个最高值,而塑性以及硬度的变化不大;随着碳含量的降低,Q&P工艺相对于传统工艺的强度值下降减小;工艺对21Si2Ni3钢韧性的改善最为明显,随着碳含量的升高,这种影响趋势逐渐降低。微观组织方面,碳并未达到完全扩散的目的,碳化物的析出等竞争反应阻碍了碳扩散的充分进行;与传统工艺相比,Q&P工艺钢中的残余奥氏体量得到明显提高,并且在透射观察中发现其残奥薄膜均匀分布;Q&P工艺得到了不同的微观组织形貌,传统工艺所得马氏体板条形貌杂乱,而Q&P工艺马氏体板条则相对较有条理,由位向差较小的大致平行的板条组成的板条束的形貌清晰,并且随着QT温度的升高,板条束平行排列的趋势更加明显,板条束尺寸更大,板条间残余奥氏体形貌也随之变化,由连续的薄膜状变的间断、不连续。这些形貌上的差异是导致其力学性能变化的重要原因。