淬火工藝對含Ni中錳鋼組織和性能的影響

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(1. 南京鋼鐵股份有限公司， 江蘇 南京 210035； 2. 北京科技大學 鋼鐵共性技術協同創新中心， 北京 100083)

海洋蘊藏著豐富的石油和天然氣等資源，隨著人們對海洋油氣資源的逐步開發，海洋環境用鋼量將不斷增大。鋼在海洋環境中的服役條件惡劣，對其強度和低溫韌性有很高要求。海洋平臺用高強鋼通常采用 Ni-Cr-Mo-V的合金體系，鋼中C含量一般高于0.1%(質量分數，下同)，使得鋼板的焊接工藝復雜，同時為了提高鋼的低溫韌性，通常添加含量高于4%的Ni元素，從而增加了生產成本[1]。因此，研究新型高性能海洋環境用鋼對海洋資源的開發和利用具有重要意義。

Ni的添加不僅可以提高鋼的強度，使鋼保持良好韌性，且又具有極低的變脆溫度，可使鋼材獲得良好的低溫韌性。王猛等[2]研究了0.055C-3.5Ni鋼調質后的力學性能，其屈服強度、抗拉強度及伸長率分別達到了430 MPa、520 MPa及35%，-110 ℃低溫沖擊吸收能量可達250 J。但是Ni價格昂貴，大量添加Ni會使鋼材生產成本增加。

Mn可以通過固溶強化提高鋼材強度，還可擴大奧氏體區，降低奧氏體轉變為鐵素體的相變溫度，促使鋼材獲得準多邊形鐵素體或針狀鐵素體等中低溫轉變組織，從而提高基體強度。中錳鋼通過淬火-回火工藝(Q-T工藝)或逆相變奧氏體工藝(ART工藝)可獲得細小均勻的鐵素體、馬氏體等混合多相組織，從而獲得優異的強塑性[3]。Hu等[4]研究發現0.04C-5Mn中錳鋼通過淬火+回火處理后，其屈服強度、抗拉強度和伸長率分別可達730 MPa、789 MPa和28.2%，-60 ℃低溫沖擊吸收能量可達120 J。黃龍等[5]研究……