合金化和热处理对金属强度和塑韧性的影响

由金相组织可以看出, 随着等温温度的降 低, 多边形铁素体含量减少, 针状铁素体的 含量增加, 并且晶粒有所细化。
经500 ℃和540 ℃等 温处理后的组织主要是
多边形铁素体和一定含 量的针状铁素体, 随着 等温温度的降低, 针状 铁素体含量有所增加。
在580℃等温时实验钢 强度较低; 在500,540 ℃等温处理后强度明 显提高, 且具有较低的
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经查资料得出, 双相钢具有较低的屈强比, 例 如铁素体加马氏体两相钢、铁素体加贝氏体两 相钢。
通过一种高强度微合金钢的成份设计, 应用不 同的热处理工艺获得双相组织, 通过细晶强化、 沉淀强化以及相变强化等强化形式, 可以实现 高强度( σS>500 MPa) 和较低的屈强比。
试样经过940°奥氏体化后不同温度下等 温处理后的横截面金相组织照片。不同热 处理工艺制度下的试验钢的组织通过比较 均匀程度和晶粒度的大小来定性分析。
原因解释
• 高温下Nb 的析出阻止原始奥氏体晶粒长大, 抑制 奥氏体再结晶和阻碍再结晶后晶粒的长大, 在低温 时V 的析出能进一步细化铁素体晶粒, 起到良好的 沉淀强化效果, 提高钢的强度。
• 加入钼可以大大推迟珠光体转变, 促进贝氏体转变。 铜低温时在α- Fe基体上析出ε- Cu, 不仅具有高的 弥散强化效果, 而且ε- Cu 本身具有较高的塑性, 它不仅提高钢的强度,同时还能提高钢的韧性。
如何提高材料的强度而不
强度
损失其塑性？这是当前面临的
一个重大挑战。
•塑韧性
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模块一 模块二 模块三
介绍所找案例 进行案例分析 案例的原因解释
所找案例
•不同热处理工艺对所 设计的高强度微合金钢 (C-Mn-Mo- V- Nb 钢， 屈服强度大于500 MPa) 的组织与性能的影响。 结果表明, 通过适当的 热处理工艺可以获得由
屈强比。
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试验钢经580 ℃等温处理后的强度很低, 屈强比也很低, 塑韧 性较好; 在500,540 ℃较低温度下等温, 强度有了明显提高, 同时又具有较低的屈强比,细晶强化和相变强化作用更明显。
另外, 在540 ℃等温时的强度比500 ℃稍高, 这是由于在500 ℃等温时获得较多的针状铁素体和少量的贝氏体提高了强度。
材料性能学
合核金心/分化标 和热处理对金属强度和 题 塑韧性的影响
题目
在新钢种研制过程中，往往是提高强 度的同时会降低韧性和塑性，试从合 金化和热处理工艺方面考虑，采取哪 些措施既可提高强度又不降低韧性或 很少降低韧性，并简述原因。
强度、塑韧性的关系
一般情况，钢强度升高会导致 塑韧性降低, 称为强韧性转变 矛盾。除细化组织强化外，其 它强化因素都会程度不同地降 低塑韧性。所以一般选材料要 考虑材料的综合性能。
• 在相对低的温度( 500 ℃) 等温时, 均能得到一定 数量的针状铁素体组织, 提高了钢的屈服强度, 实 现了相变强化, 并且有利于降低屈强比; 在相对高 的温度( 580 ℃) 等温时, 虽然碳氮化物粒子析出 较多, 但是获得的是铁素体和珠光体的两相组织, 因此强度较低, 韧塑性较好。
• 在540 ℃等温时, 既能获得一定数量的针状铁素体 组织, 又能使碳氮化物粒子有一定的析出, 其综合 性能最好。
多边形铁素体加一定含
量针状铁素体的双相组 织, 既能显著提高钢的 强度, 还能保持较高的 塑韧性。
利用合金钢的 不同热处理 方式达到 理想目的
Байду номын сангаас
二、案例分析
微合金钢是一种新型的低合金高强度钢,等强 度级别较高的钢种。 其成份体现了低碳、高锰、多元微合金化的特 点, 属于针状铁素体钢,一般情况下得到的是铁素 体＋少量珠光体组织, 因此在一定的微合金化条 件下, 钢的组织控制是获得高强韧性的关键, 其 主要强化方式为细晶强化、沉淀强化等。 研究重点是如何通过不同的热处理方式更好发 挥微合金元素的作用, 以达到提高强度的同时降 低屈强比。