回火温度对45CrMoVE钢组织与性能的影响

知识普及

Cr-Mo-V系钢在国内的开发和应用较少，具有很大的开发潜力。45CrMoVE属于低合金耐热钢，相当于美国的AMS6304，可用于制作航空航天等领域用轴类部件，使用温度可达520℃，国内未见相关的研制报道。该钢在不同的冷却条件下可以获得马氏体和贝氏体组织。本次试验主要研究45CrMoVE贝氏体钢回火后的组织和性能变化，以期为该钢在工程上的应用提供参考。

试验钢45CrMoVE采用真空感应炉冶炼，锻造开坯后经过退火后锻成Φ20mm的棒材，其化学成分见表1。试验钢采用如下热处理制度：正火制度为935℃×1h空冷，回火制度分别为200、300、400、500、600、700℃保温2h后空冷。
表１　45CrMoVE钢的化学成分（质量分数，%）

C	Si	Mn	Cr	Mo	V	Fe
0.44	0.32	0.40	1.03	0.64	0.31	余量

将热处理后的试样经研磨抛光，3%硝酸酒精侵蚀后，在光学显微镜和S-4300冷场发射扫描电子显微镜下观察不同温度回火后钢的微观组织形貌。
用线切割机切取0.3mm厚的薄膜样品。用手工把薄片均匀研磨至0.05mm厚，冲成Φ3mm的试片，在双阴极喷射电解减薄装置上进行双喷。电解双喷低温电解液为6%高锰酸钾，制备的薄片试样采用H-800透射电子显微镜进行观察，操作电压为200V。在H-800型透射电镜下观察不同回火温度下钢的组织结构形貌。
室温拉伸试验按照GB/T228.1-2002《金属材料 拉伸试验 第1部分：室温试验方法》在WE-300B型试验机上进行试验，冲击试验按照GB/T229-2007《金属材料 夏比摆锤冲击试验方法》进行，试样尺寸为10mm×10mm×55mm的标准夏比Ｖ型缺口试样，在JBN-300B冲击试验机上进行试验。硬度测试采用TH300型洛氏硬度计。结果表明：
（1）45CrMoVE钢正火后，组织为下贝氏体和粒状贝氏体；低温回火时，铁素体板条细小，渗碳体呈细针状，沿与铁素体长轴成50°～60°角分布；M/A岛组织无序分布呈块状尺寸较大。
（2）随回火温度的升高，板条铁素体逐渐长大并分解，渗碳体不断长大，由细小针状长到长条状，最后为椭球状，直径约为0.3μm；M/A岛随回火温度的升高数量减少，尺寸减小，形状由块状转变为粒状最终完全分解，分解产物为铁素体和渗碳体的混合物。
（3）随回火温度升高，试验钢的屈服强度和抗拉强度逐渐下降，屈强比逐渐增加；低温回火时，韧性较低，断口为准解离断裂；超过650℃回火时，试验钢的冲击吸收能量大幅度上升。

liguisen3148

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