高温形变淬火强韧化机理探讨

用45、40CrNiMo、40CrNiMoNb钢探讨了高温形变淬火的强韧化机理。用光学显微镜观察分析了奥氏体化温度、形变温度以及形变量对形变后所发生的再结晶过程的影响。得知高温形变后所发生的再结晶将使奥氏体晶粒显著细化。对于板条马氏体束,则不管高温形变后是否已发生再结晶,均可使之显著细化。用透射电镜观察了40CrNiMo钢的组织形貌。结果得知形变可以保留高温淬火组织上的优点,即全部获得由薄壳状残留奥氏体包围的板条马氏体,不出现孪晶片状马氏体。与此同时,形变还可以克服高温淬火的缺点,使粗化了的奥氏体晶粒及板条马氏体束重新细化、促进ε-碳化物的析出以及改变奥氏体晶界析出物的分布。由此可以得出结论,高温形变淬火所得的组织对提高韧性是十分有利的。对回火组织的观察表明,形变使回火析出的碳化物分布均匀、颗粒变细。形变温度愈低,回火时析出的碳化物愈细、分布愈均匀。这对于高温回火状态下的强韧性的提高是十分有利的。测定常规力学性能及断裂韧性的结果表明,高温形变淬火可使强韧性较高温淬火又有进一步提高,在淬火及淬火并低温回火状态下,奥氏体化温度愈高,强韧化效果愈好。作者认为,这是因为采用1200℃的高温奥氏化,有利于获得能提高强韧性的组织,即获得无孪晶片状马氏体的由薄壳状残留奥氏体包围的板条马氏体组织。对于高温回火状态而言,奥氏体化温度愈低,形变温度愈低,强韧化效果愈好。作者认为这是因为在高温回火状态下,孪晶已经消失,残留奥氏体已经分解,α基底已可能发生回复与再结晶,此时对强韧性起决定作用的应是回火时析出的碳化物颗粒的大小及分布。形变温度愈低,碳化物颗粒愈细,分布愈均匀,则强韧性愈好。