热处理工艺对30CrNi2MoVNb钢组织和性能的影响

wangmin

目前，随着速射系统工况的发展，对高射速、高温高冲击的要求日益提高，材料除具有足够的强度、抗烧蚀性能外，对韧性的要求也越来越高。研究人员以30CrNi2MoVNb钢为例，对材料进行热处理，即：淬火＋低温回火（Q&T）、等温淬火＋低温回火（A&T）、淬火＋碳分配＋低温回火（Q&P&T），通过光学显微镜（OM）、扫描电镜（SEM）、透射电镜（TEM）、X射线衍射（XRD）、硬度实验、拉伸实验、冲击实验等，研究热处理工艺对试验钢的组织和性能的影响，优化其组织和性能，更好地挖掘其强韧性方面的潜力。试验结果表明：

　　（1）经Q&P&T和Q&T处理后，试验钢的组织均为回火马氏体和残留奥氏体（其中残留奥氏体主要分布于马氏体板条间，呈薄膜状（10～40nm），且回火马氏体板条内析出细小弥散分布的ε-碳化物（100nm左右）；经等温（Austempering）处理后，试验钢的组织为马氏体、下贝氏体和残留奥氏体，基体内析出细小弥散的渗碳体；与Q&T工艺和A&T工艺相比，Q&P&T工艺的残留奥氏体量高达8.8%；
　　（2）经Q&P&T处理后，试验钢的屈服强度、抗拉强度和冲击韧性分别为1011.0MPa、1630.6MPa和109.7J/cm2，其冲击韧性比经Q&T处理后提高了19.8%，比经A&T处理后提高了9.7%，而其屈服比由0.82（A&T）下降至0.62；组织中存在的薄膜状残留奥氏体是冲击韧性提高的主要原因；
　　（3）试验钢的冲击韧性随残留奥氏体、下贝氏体的体积分数增加而提高，同时，残留奥氏体对冲击韧性的贡献大于下贝氏体；强度由马氏体强度（回火马氏体强度）、下贝氏体强度、细晶强化等因素共同决定；经Q&T、A&T、Q&P&T工艺处理后，试验钢的断裂方式均为韧性断裂。