正火及高溫回火對低合金高強度鑄鋼組織和性能的影響

焦振林

摘 要 正火和高溫對鑄鋼材料具有很大的關系，文章根據鑄鋼的特點，設計了低合金高強度鑄鋼的實驗，并研究分析了低合金高強度鑄鋼的顯微組織、低合金高強度鑄鋼的力學性能以及比較了實驗鑄鋼和低合金高強度鑄鋼的性能，最后做出總結。

關鍵詞 正火；高溫回火；鑄鋼

中圖分類號：TG142 文獻標識碼：A 文章編號：1671-7597（2014）02-0045-01

隨著工業的不斷發展，對于鋼材的需求量也越來越多，鑄鋼具有良好的力學性能，在工業領域中廣泛應用。正火和高溫回火關系到鑄鋼的質量，因此對于鑄鋼的影響研究具有很大的意義。

1 低合金高強度鑄鋼的實驗設計

低合金高強度鑄鋼的實驗首先要對鑄鋼的成分進行設計，一般設計為C和Si的含量要比較低，這樣能夠保證鋼材的低溫沖擊韌性和焊接性，同時還要嚴格地控制雜質元素的含量，避免對鋼材的塑韌性的干擾。C元素的質量分數控制在0.08%～0.12%之間，Si元素的質量分數控制在0.10%～0.50%之間。

2 低合金高強度鑄鋼的顯微組織

圖1中，（a）為實驗鑄鋼的鑄態顯微組織，鑄態顯微組織是比較典型的亞共析組織，其中的F含量比較多，P含量就比較少。P主要分布在F基體晶界上。而（b）為在880℃高溫內進行保溫后的空冷組織，從圖中可以看出，在經過了正火處理后的鑄鋼顯微組織相比于（a）中有了明顯的細化，F+P組織逐漸轉變成了PF+QB+GB組織。在冷卻過程中，發生了PF的轉變，然而后期的轉變產物則細化成了有效晶體。

圖1 鑄鋼顯微組織

3 低合金高強度鑄鋼的力學性能

據已知實驗數據分析可知，當回火的溫度在580℃以下時，鑄鋼的強度是上升，在580℃時為最高，然后回火溫度超過580℃后，鑄鋼的強度又逐漸下降。硬度和強度的變化趨勢相一致。

當在560℃進行回火時，低溫沖擊功會達到最大值，這是由于在這個溫度時，鑄鋼表面的碳化物會消除。實驗鑄鋼的伸長率和斷面收縮率也會隨著回火的溫度升高而增大。當回火溫度升高的時候，位錯密度會降低，同時碳化物也會逐漸溶解，使得鑄鋼的塑性增加。鑄鋼的力學性能和合金成分以及熱處理相關。在880℃正火和580℃回火的處理后，鑄鋼的力學性能會不斷地提高，這是因為在熱處理過程中，試樣會獲得鐵素體+回火貝式體組織，從而形成貝式體鐵素體，它們的內部存在非常細小的亞結構和高密度的位錯，使得鋼體非常的強韌。回火過程中的一些化合物會被析出，分布在鋼體周圍，形成有效的強化作用。鑄鋼的體內S、P含量比較低，就會出現其他的一些雜質，導致韌窩小而多，這樣就會減少它對韌度的影響。

因此為了使得鑄鋼有良好的力學性能，一般回火溫度為580℃，這是鑄鋼最好的溫度值，能夠將鑄鋼的強度和硬度都達到最大值。

4 實驗鑄鋼和低合金高強度鑄鋼的性能比較

表1為實驗鑄鋼和現有鑄鋼的化學成分對比表，表2為實驗鑄鋼和現有鑄鋼的綜合性能對比表。從表中可以看出，實驗鑄鋼和焊接結構的鑄鋼具有相似的碳當量，但是鑄鋼的強度和沖擊韌性明顯要比焊接結構鑄鋼要高。實驗鑄鋼能夠在強度保證的情況下，表現出良好的焊接性和沖擊韌性。

5 結束語

從實驗鑄鋼的形成過程來看，在經過正火+高溫回火后，鑄態亞共析組織能夠逐漸轉變為細小的組織，提高鑄鋼的綜合性能。在880℃的正火和580℃的回火作用下，鑄鋼的沖擊韌性能夠達到最佳狀態。在合金元素的作用下，能夠析出分散的析出相，對鑄鋼起到一定的強化作用。鑄鋼具有很好的低溫沖擊性能，雜質對鑄鋼的沖擊韌性并沒有多大的影響。

參考文獻

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