運用模擬措施對壓力器皿鍛件用鋼的探討

發(fā)布于：02-11

冷卻初期，T/4位置的冷卻速度高于T/2位置，且增加速度快于T/2位置，這與a中二者的冷卻曲線是一致的；在冷卻時間為530min期間，前者開始下降，后者開始增加，因此，冷卻曲線的差距減??；冷卻30min后，T/4位置的冷卻速度甚至低于T/2位置，二者冷卻曲線不斷接近；當達到300以下時，二者的冷卻速度趨于平穩(wěn)且差別不大。后來，對實際鍛件不同位置冷卻曲線的測量結(jié)果表明模擬結(jié)果比較可靠。比較來看，實驗鋼的高溫轉(zhuǎn)變臨界冷速比SA508-3有所降低，這表明通過成分設計，實驗鋼的淬透性比SA508-3獲得提高。此外，比較實驗鋼和SA508-3的CCT圖還可以看出，W合金化使實驗鋼的Bs點比SA508-3下降。



模擬淬火不同回火溫度下實驗鋼的抗拉強度、屈服強度和沖擊韌度。隨著回火溫度上升，實驗鋼的抗拉強度和屈服強度均下降，當溫度升高到700時下降幅度更為明顯?；鼗饻囟扔?50升高到670時，模擬鍛件T/2和T/4位置均具有較高的沖擊韌度，且隨著回火溫度的升高而升高。當回火溫度到達700時，沖擊韌度反而明顯下降。



實驗鋼在650和670回火時，對應鍛件T/2和T/4位置具有良好的力學性能，而700則惡化。同時，沖擊韌度在670時最高，表明沖擊韌度并不一直隨著溫度的提高而提高，而是對應一定的回火溫度表現(xiàn)出最佳值。同時可看出，650和670回火時，T/2和T/4位置的抗拉強度、屈服強度很相近，沖擊韌度也差別不大，表明模擬淬火回火后鍛件截面內(nèi)的力學性能比較均勻。700回火時，所有的力學性能均惡化。由此可知650和670回火時，比較而言，670回火時性能更高。當回火溫度為700時，材料的力學性能惡化。測試了實驗鋼模擬鍛件T/2位置經(jīng)650和670回火后的350高溫拉伸性能，實驗鋼在高溫下仍具有很高的抗拉強度和屈服強度，且T/2和T/4位置的性能差別很小，表明具有良好的截面性能均勻性。與SA508-3相比，實驗鋼的組織更加細小，鐵素體含量更低，同時馬氏體/奧氏體（M/A）小島的尺寸和島間距更小。由實驗結(jié)果知，W可以明顯推遲鋼的高溫相變而對中溫相變影響不大，且能降低貝氏體轉(zhuǎn)變起始溫度（Bs），從而使組織細化，因此實驗鋼中的W可以抑制鐵素體轉(zhuǎn)變，相對促進貝氏體轉(zhuǎn)變，從而提高貝氏體淬透性。根據(jù)貝氏體的轉(zhuǎn)變過程，當Bs較高時，C可以充分擴散和長程富集，所以M/A島的尺寸增大，數(shù)量減小，島間距增大，反之亦然。對于所研究實驗鋼，Bs下降，因此島的數(shù)量增加，尺寸減小。M/A島的數(shù)量、尺寸和島間距影響粒狀貝氏體的力學性能，：島的數(shù)量越高，尺寸越小，強度越高；島的數(shù)量相近時，島的尺寸越小，韌性越高；島的尺寸相近時，島的數(shù)量越少，韌性越高。對于所研究實驗鋼，化學
成分的優(yōu)化使Bs降低，連續(xù)轉(zhuǎn)變曲線高溫區(qū)左移，導致小島尺寸和島間距變小，相應地，實驗鋼具有比SA508-3更高的強度和韌性。



回火溫度對實驗鋼回火組織的影響為了研究回火溫度對實驗鋼組織的影響，觀察了實驗鋼模擬T/2位置淬火并分別經(jīng)650、670和700回火后的組織，實驗鋼在670達到峰值。分析認為，這可能是由于W的存在使其具有更低的Bs所致。低的Bs使組織更加細化，有益于保持回火穩(wěn)定性，從而可以在更高的回火溫度下獲得更高的韌性。實驗鋼670回火后的組織如所示，可見基體上有W3C析出。已知W在鋼中具有與Mo相近的作用。分析認為可能由于W的碳化物的形成而抑制Mo的碳化物析出，進一步工作將在以后深入研究?；谀M結(jié)果對實驗鋼的化學成分和熱處理工藝進行了優(yōu)化，性能測試結(jié)果表明，實驗鋼獲得了良好的綜合力學性能。實驗鋼的韌性并非一直隨回火溫度的增加而增加，而是在670達到峰值，700回火后反而下降。