钢的强韧化处理机制
钢的强韧化处理机制
钢的强韧化处理机制王立洲（辽宁工程技术大学材料科学与工程学院阜新123000）本文根据钢的淬火组织特点,归纳了提高钢强韧性的途径,介绍了一些强韧化处理工艺。
随着工业的发展,各种机械对钢铁材料的机械性能要求逐渐增高。
材料及热处理工艺的研究得到迅速的发展。
其中,利用现有材料,通过调整一般的热处理方法,在同时改善钢的强度和韧性指标方面的工作取得了显著的进步。
它对充分发挥材料的性能潜力有着重要的意义。
这些工艺方法通称为强韧化处理,是热处理发展的一个值得注意的方向。
强韧化处理的发展是建立在我们对钢中各种组织的特点,形成条件,机械性能,以及在外力作用下的破断过程的认识不断深入的基础之上的。
透射电子显微镜技术的应用,使我们对各种组织超显微精细结构的认识跨进了一大步,开始有可能比较深入地研究组织和机械性能的关系。
另一方面,从材料断裂过程的研究中知道,在各种应力作用下,材料的破断是通过微裂纹的形成及扩展的方式进行的。
钢铁材料的各种组织形态在各种应力状态下,抵抗微裂纹的形成和扩展的能力是不同的,因此表现出不同的性能指标。
但是无论哪一种组织,只要它形成微裂纹的倾向比较小,或者微裂纹一旦形成后,在这类组织中扩张时消耗的功愈大,它就会有较高的强韧性。
这样,我们就有可能采用适当的热处理工艺方法和调整工艺参数,能动地控制钢的组织,充分利用对钢强韧化有利的因素,排除不利的因素,更充分地发挥材料的强度和韧性的潜力。
目前发展的强韧化处理工艺有多种多样,归结起来,它们大多通过一种或几种途径达到强韧化效果的。
(1)充分利用位错型马氏体和下贝氏体组织形态,尽量减少或避免片状孪品马氏体的出现。
(2)细化钢的奥氏体晶粒和细化过剩碳化物。
(3)获得马氏体与具有良好塑性的第二相的复合组织。
(4)形变热处理。
下面将简要介绍这些强化处理的机理。
一位错型马氏体的扩大应用很久以来就知道,在保证淬、回火零件强度指标的前提下,选用含碳量较低的钢,能够使零件热处理后获得较高的韧性。
Cr12MoV钢制模具的强韧化处理
摘要：Cr12MoV钢制模具经高温调质、等温淬火等主要工序后，得到下贝氏体、回火马氏体和少量残余奥氏体的复合组织，可获得良好强度和韧性的匹配，其强韧性明显高于常规的热处理方法。
应用于我公司使用的两种模具，其耐用度明显提高。
前言:Cr12MoV钢经热处理后具有高的硬度、强度、耐磨性和良好的淬透性能而被广泛应用于冷作模具。
我们自制的滚丝模具(见图1)和异形冲子(见图2)两种模具使用材料均为Cr12MoV钢。
用常规热处理方法处理后，滚丝模具在使用过程中齿部崩齿而报废，每副模具平均加工零件约1560件。
异形冲子在加工零件500件时，尖角部位出现脆性掉块现象，虽经几次修磨后平均加工零件仅为3000件左右。
这无疑严重影响了每月几十万件零件的生产数量和进度。
因此，解决和提高两种模具耐用度是摆在我们面前的一项研究课题。
1 模具的服役条件和失效分析1.1服役条件滚丝模具是在滚丝机床上加工冷态35钢零件的外螺纹，零件螺纹精度达6级，加工零件外螺纹时由于挤压变形量较大，要求该模具具有较高的抗变形能力、耐磨性和韧性。
异形冲子是在100T冲床上挤压退火态的硬铝零件成型，零件塑性变形量较大，并且零件成型后不再进行后序的机械加工，要求模具工作部位尺寸一致性好，应具有较高的耐压强度、耐磨性和韧性。
1.2失效形式及分析我们对已报废的两种模具逐一进行硬度检测，均为60～62HRC，符合图纸要求，抽样切块经金相检查组织为回火马氏体+少量残留奥氏体+碳化物，碳化物偏析级别为3.5～4.5级不等。
两种模具除少量滚丝模具由于产生磨削裂纹时在使用时又沿原裂纹扩展而报废外，其余模具失效形式的共同特点均为脆性崩齿或掉块，未发现因强度和硬度不足产生的工作部位挤压变形或磨损。
将两种模具硬度降至58～60HRC时，脆性崩齿或掉块现象没有改善，由此可看出：模具工作部位脆性大、韧性不足是造成模具耐用度低的主要原因，保证模具良好强度和韧性的匹配是提高模具耐用度的主要措施。
金属材料强韧化机理及超高强钢开发
一、概述金属材料一直以来都是工程领域中广泛应用的材料之一，其强韧性一直是研究的热点之一。
随着科学技术的不断发展，人们对金属材料强韧化机理及超高强钢的研究也越发深入。
本文将从金属材料强韧化的概念和机理入手，探讨目前超高强钢的开发及应用情况，并对未来的发展方向进行展望。
二、金属材料强韧化的概念及机理1. 强韧化的概念强韧化是指在不同的外力作用下，材料能够保持其在应力下的强度和韧性。
强韧化材料具有抗拉伸、抗弯曲和抗扭转等性能较强的特点。
强韧化的目的是提高材料的使用安全系数，延长材料的使用寿命。
2. 强韧化的机理强韧化的机理包括晶界强化、位错强化和析出强化等。
晶界强化是指通过控制晶界的特性来增强材料的强韧性；位错强化是通过引入位错来增强材料的韧性；析出强化是指通过固溶体中析出出特定的固溶体来增强材料的性能。
三、超高强钢的开发及应用1. 超高强钢的研究历程超高强钢的研究始于二十世纪六十年代，经过多年的发展，目前已经取得了一系列重要的突破。
超高强钢具有高强度、高韧性和良好的冷成型性能，广泛应用于汽车、桥梁和建筑等领域。
2. 超高强钢的应用情况目前，超高强钢在汽车轻量化领域的应用较为广泛，能够显著提高汽车的安全性能和燃油利用率。
超高强钢还被应用于船舶制造、航空航天和军工等领域，取得了良好的效果。
四、未来发展方向展望1. 现代材料加工技术的发展随着现代材料加工技术的不断进步，越来越多的新型金属材料被开发出来。
未来，随着3D打印、激光焊接等新技术的应用，超高强钢的研究和生产将更加多样化和精细化。
2. 新材料的研究与应用未来，人们将更加注重绿色环保型材料的研究与开发，以满足社会可持续发展的需求。
对于高温、高压等复杂工况下的材料需求也将逐渐增加，超高强钢在这些领域的研究与应用将会成为重点。
3. 国际合作与交流未来，随着国际合作与交流的深入，超高强钢的研究与应用将会更加国际化。
通过与国际先进技术的合作，可以更好地借鉴和吸收先进的技术和经验，推动超高强钢的发展。
40Cr钢亚温淬火强韧化机理的试验研究
然保持较高的强度和硬度（强度和硬度只是略有下降）。
（ ）钢的回火脆性是由于钢中 等有害杂质元素在奥氏
体晶界偏聚的结果。 是缩小奥氏体区元素，又有稳定铁素体
的作用，因此 应优先存在于铁素体中。故当亚温淬火组织
中存在着一定数量细小分散的铁素体时， 等有害杂质元素
主要集中在铁素体晶粒内，必然减少杂质在奥氏体晶界上的
把经常规热处理和亚温淬火热处理后的试样制成样品，
在
型硬度试验机上进行硬度测试。
图
钢常规热处理工艺曲线
收稿日期： — —
图 图 钢亚温淬火热处理工艺曲线
拉伸试验
经热处理后的棒材按
加工成标准短试样，室
温下在
型液压式万能材料试验机上进行拉伸试验。
冲击试验
把经热处理后
钢加工成
标准冲击
试样，在
型冲击试验机上进行常温冲击试验和低温冲
综合上面的分析，在
型行星齿轮传动中，太阳轮和
行星轮均采用
钢，其齿面渗碳淬火，小轮为
，大轮为
，心部硬度＞
，内轮采
用 ，调质处理
。
制造。
!
钢淬透性低，经渗碳、淬火与低温回火后，心部
强度较低，强度与韧性配合较差。这种钢只可作受力不太大，
不需要高强度的耐磨零件，若性能要求较高时，这种钢在渗
碳后经常采用 次淬火方法。
钢亚温处理后的金相组织为少量游离铁素体 回火索化体
弥散分布的细小残余奥氏体。由于残余奥氏体的存在使裂
纹的扩展变得困难（因受塑性变形或产生部分马氏体转变使
应力 松驰 ）， 使钢 的脆 性 降低 ，韧 脆 转变 温度 下 降了 接近
。
（ ）亚温淬火加热温度较低，在两相区加热时晶粒长大
1.2 第1章_钢合金化概论-钢的强化和韧化
2、影响塑性的因素
溶质 原子
↓ 韧性，间隙溶质原子 > 置换溶质原子。
晶粒 度
第二 相 杂质
细晶既↑σS，又 ↑ 韧性 → 最佳组织因素。
K↓韧性。K 小、匀、圆、适量 → 工艺努力方向。
杂质往往是形变断裂的孔洞形成核心， → 提高钢的冶金质量是必须的。
3、改善钢韧性的途径
1.改善延性断裂的途径 2.改善解理断裂抗力的途 径 3.改善沿晶断裂抗力的途径
锰对钢γ区的影响
铬对钢γ区的影响
3、对γ-Fe区的影响
A形成元素Ni、Mn等使γ-Fe区扩大→钢在室 温下也为A体 — A钢； F形成元素Cr、Si等使γ-Fe区缩小→钢在高 温下仍为F体 — 铁素体钢。
二、 合金钢的加热A化
α+ Fe3C (或 K) →
γ
α→γ： 需要Fe重组和 C扩散
Fe3C或K：需要溶解于γ
s 0 Ks d
著名的Hall-petch公式 式中，d为晶粒直径，Ks为系数
1/ 2
机理
晶粒越细 → 晶界、亚晶界越多→ 有效 阻止位错运动，产生位错塞积强化。
效果
↑钢的强度，又↑塑性和韧度 这是最理想的强化途径.
3、第二相强化
表达式
P K P
1
机理
微粒第二相钉扎位错运动→强化效果 主要有切割机制和绕过机制。在钢中主 要是绕过机制。 两种情况：回火时弥散沉淀析出强化， 淬火时残留第二相强化。 有效提高强度，但稍降低塑韧性。
效果
提高强度，降低塑韧性
固溶强化的规律
（ 1）溶质元素在溶剂中的饱和溶解度愈小，其固溶 强化效果愈好。
置换元素对α-Fe屈服强度的影响
固溶强化的规律
钢的强韧化机理及在热轧板带钢生产中的应用
钢的强韧化机理及其在热轧板带钢生产中的应用郭雅楠2013.7.05目录目录 (I)1.钢的强韧化机理 (1)1.1 钢的强化机制 (1)1.1.1固溶强化 (2)1.1.2形变强化 (2)1.1.3 沉淀强化与弥散强化 (2)1.1.4 细晶强化 (2)1.1.5 亚晶强化 (3)1.1.6 相变强化 (3)1.2 材料的韧性 (3)1.2.1韧性的定义及表示 (3)1.2.2钢的韧化方法 (4)2.控制轧制和控制冷却技术 (6)2.1控制轧制 (6)2.1.1控轧轧制定义 (6)2.1.2控制轧制工艺 (6)2.1.3控制轧制特点 (6)2.2控制冷却 (7)3.钢的强韧化在热轧板带钢生产中的应用 (7)3.1热轧带钢用途分类 (7)3.2热轧带钢工艺流程 (8)3.3再结晶控制轧制 (10)3.4单相强制对流换热形式的冷却技术 (11)3.5加速冷却 (11)3.6生产实例—水电站用高强压力钢管用钢 (12)3.7生产实例—含铌微合金化热轧多相钢的控轧控冷工艺 (13)3.8小结 (13)4.结论 (14)参考文献 (14)1.钢的强韧化机理材料通常通过各种指标来确定它的加工性能和使用性能，对于钢材来说，力学性能是其最基本、最重要的，其中强度性能居首位。
同样，我们不能忽视韧性性能，这方面的指标和强度性能指标息息相关，研究某材料的力学性能的时候通常将二者一同考虑。
结构钢材的最新发展方向就是要求材料的强度、韧性等方面有较好的结合，控轧控冷工艺满足这一要求。
下面给出几个定义。
1.强度强度是工程结构用钢的最基本的要求。
强度是指材料对塑性变形和断裂的抗力，用给定条件下所能承受的应力来表示。
2.强度指标屈服强度σs和抗拉强度σb是强度的主要指标。
还包括抗压强度、抗剪强度、疲劳强度、蠕变强度。
3.强化通过合金化、塑性变形和热处理等手段提高金属强度的方法称为金属的强化。
4.韧性韧性是材料塑性变形和断裂全过程中吸收能量的能力。
强韧化热处理工艺
强韧化热处理工艺嘿，朋友！咱们今天来聊聊这听起来有点专业，实际上超级有趣的强韧化热处理工艺。
你知道吗？这强韧化热处理工艺就像是给金属材料来了一场“魔法变身”。
比如说，一块普通的钢材，经过这神奇的工艺，就能变得又强又韧，就像一个瘦弱的人经过锻炼，变成了大力士还兼具柔韧性。
这工艺的原理呢，其实就是通过控制温度、时间和冷却速度这些因素，来改变金属材料内部的组织结构。
这就好比是给一个班级的学生重新排座位，不同的排列方式会让整个班级呈现出不同的风貌。
在进行强韧化热处理的时候，加热温度可得拿捏得准准的。
温度太低，就像火候不够，达不到想要的效果；温度太高，又可能把材料给“烧糊”了，性能反而下降。
这多像做饭呀，火候大了小了都不行。
还有那冷却速度，也是至关重要。
快速冷却能让材料变得坚硬，可要是冷却太快，又容易产生裂纹，这可就麻烦啦。
就像跑步，跑得太快容易摔跤受伤。
那具体怎么操作呢？比如说淬火，把加热后的金属迅速放到冷却介质中，就像把烧热的铁块丢进冷水里，“呲啦”一声，材料的性能就发生了变化。
还有回火，淬火后的材料再加热到一定温度然后冷却，这能消除淬火产生的内应力，让材料更稳定。
这强韧化热处理工艺在工业生产中的应用那可广泛了。
汽车的零部件，要是没有经过这样的处理，怎么能承受住复杂的路况和高强度的使用？飞机的发动机零件，不经过这工艺，怎么能在高温高压的环境下稳定工作？而且呀，这工艺还在不断发展和改进。
科研人员们就像一群勤劳的小蜜蜂，不断探索新的方法和技术，让这工艺越来越厉害。
所以说，强韧化热处理工艺可不是什么遥不可及的高深学问，它就在我们的生活中，为我们制造出更优质、更可靠的产品。
你说，这是不是很神奇？总之，强韧化热处理工艺是个了不起的技术，它让金属材料焕发新生，为我们的现代生活提供了坚实的支撑。
含铌微合金钢强韧化机理
摘要 :对含 N b 微合金钢 14M n N b q 钢板进行了模拟控轧控冷试验 。
利用光学显微镜 、透射电子显微镜 、力学 性能试验等手段 ,对试验结果进行了分析和研究 。
证明该钢具有较好的强韧化综合性能 ,能满足大型桥梁用 钢的技术要求 ,并指出了细晶强化是 14M n N b q 钢的主要强韧化机制 。
关键词 :14M n N b q 钢 ;铌 ;细晶强化 ;沉淀强化中图分类号 :TF 841 . 6 ; TG 142141 文献标识码 :A 文章编号 :025426051( 2003) 0520015203Strengthen ing an d T oughen ing Mec han ism of Nb Microall o yed SteelXU E Chun 2f a ng 1 ,WAN G Xin 2hua 1 , X IN Y i 2de 2(11Depart ment of Mechanical Engineering ,A r m o r ed Fo r ce Engineering Instit u te ,Beijing 100072 ,China ;21Depart ment of Materials Science and Engineering ,Cho n gqing U n iversit y ,Cho n gqing 400044 ,China ) Abstract :A simulated co n t r olled rolling and cooling fo r steel 14M n N b q was carried o u t in t h is paper . The role of t he microall oyed element N b and it s carbo n it ride N b ( CN ) in t he p rocess of defo r mat i o n and t heir effect s o n mi 2 cro st ruct ures and mechanical p roperties of 14M nN bq steel was analyzed by means of op t ical micro scope , T E M and mechanical p ropert y tester . The result s show t hat t he 14M nN bq steel po ssesses high st rengt h and to u ghness and can meet t he technical require ment s of heavy bridge steel . Also it is pointed o ut t hat t he fine 2grain st rengt hening is t h e p r ima ry mechanism of st r engt h ening and to u ghening of 14M n N b q steel .K ey w ords :14M n N b q steel ; n i o b ium ;f ine 2grain st r engt h ening ;p r ecipitati o n st r engt h ening14M n N b q 钢是一种新型微合金化桥梁钢 ,是为满足国内制造大跨度桥梁用钢的需要而研制的 。
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钢的强韧化处理机制王立洲（辽宁工程技术大学材料科学与工程学院阜新123000）本文根据钢的淬火组织特点,归纳了提高钢强韧性的途径,介绍了一些强韧化处理工艺。
随着工业的发展,各种机械对钢铁材料的机械性能要求逐渐增高。
材料及热处理工艺的研究得到迅速的发展。
其中,利用现有材料,通过调整一般的热处理方法,在同时改善钢的强度和韧性指标方面的工作取得了显著的进步。
它对充分发挥材料的性能潜力有着重要的意义。
这些工艺方法通称为强韧化处理,是热处理发展的一个值得注意的方向。
强韧化处理的发展是建立在我们对钢中各种组织的特点,形成条件,机械性能,以及在外力作用下的破断过程的认识不断深入的基础之上的。
透射电子显微镜技术的应用,使我们对各种组织超显微精细结构的认识跨进了一大步,开始有可能比较深入地研究组织和机械性能的关系。
另一方面,从材料断裂过程的研究中知道,在各种应力作用下,材料的破断是通过微裂纹的形成及扩展的方式进行的。
钢铁材料的各种组织形态在各种应力状态下,抵抗微裂纹的形成和扩展的能力是不同的,因此表现出不同的性能指标。
但是无论哪一种组织,只要它形成微裂纹的倾向比较小,或者微裂纹一旦形成后,在这类组织中扩张时消耗的功愈大,它就会有较高的强韧性。
这样,我们就有可能采用适当的热处理工艺方法和调整工艺参数,能动地控制钢的组织,充分利用对钢强韧化有利的因素,排除不利的因素,更充分地发挥材料的强度和韧性的潜力。
目前发展的强韧化处理工艺有多种多样,归结起来,它们大多通过一种或几种途径达到强韧化效果的。
(1)充分利用位错型马氏体和下贝氏体组织形态,尽量减少或避免片状孪品马氏体的出现。
(2)细化钢的奥氏体晶粒和细化过剩碳化物。
(3)获得马氏体与具有良好塑性的第二相的复合组织。
(4)形变热处理。
下面将简要介绍这些强化处理的机理。
一位错型马氏体的扩大应用很久以来就知道,在保证淬、回火零件强度指标的前提下,选用含碳量较低的钢,能够使零件热处理后获得较高的韧性。
改变热处理工艺参数,可以在中碳及高碳钢中获得以板条马氏体为主的淬火组织,显著改善中碳钢及高碳钢的强韧性。
这种控制淬火组织形态的方法,已成为中、高碳钢强韧化的一条重要途径。
1、中碳钢的高温淬火一般含碳量为0.35%一0.55%之间的中碳钢经正常温度淬火,获得片状和板条马氏体的混合组织。
这两种淬火马氏体对钢强韧性的贡献是不同的。
钢的含碳量愈高,正常淬火组织中片状马氏体的比例愈高,钢的强度虽然有所增加,但断裂韧度不断减小。
断裂韧度的这种变化是韧性较高的板条马氏体相对量减少的结果。
但是,提高中碳钢淬火温度和延长淬火保温时间,则有利于在淬火后得到较多数量的板条马氏体,提高钢的断裂韧度。
例如,将40CrNIMo 钢的淬火温度从570℃提高到1200℃,淬火后得到了板条马氏体和极少量残留奥氏体。
在淬火不回火状态下,钢的断裂韧度提高70%,在淬火和低温200℃回火状态下,可提高20%。
我们将5CrMnMo热锻模具钢的淬火加热温度从830~850提高到900℃,淬火后将获得近乎单一的板条马氏体组织,图1给出了在500一520℃的高温回火状态下,淬火温度对强度、塑性和断裂韧度的影响。
从图中可以看出,在能够得到比较完全板条马氏体的900℃淬火和高温回火状态下,这种钢的强度、塑性和断裂韧度都达到最大值。
同普通加热淬火相比,断裂韧度增高10%,达360公斤/毫米23,如果适当增加回火时间,可使断裂韧度达418公斤/毫米23,比普通温度淬火者提高30%左右。
这就是使5CrMnMO 钢的断裂韧度优于经正常工艺处理的同样强度40CrNIMo 钢的断裂韧度。
2高碳钢的低温短时间加热淬火高碳钢一般都在淬火低温回火的高硬度状态下使用。
用普通的加热淬火工艺处理的高碳 钢,得到片状马氏体组织,往往表现出很高的脆性。
如果适当控制高碳钢淬火加热时奥氏体 中的含碳量,也可以在淬火后得到以板条马氏体为主的淬火组织,减少片状马氏体可能造成 的脆性,使钢在保持高硬度的同时,还具备良好的韧性。
采用低温短时间加热或快速加热的工艺,都可以收到满意的效果。
当加热温度一定时,加热时间对淬火钢硬度的影响规律见图2在某一较短的淬火保温时间下可以得到最高的硬度[1]。
这个硬度一般高于普通加热淬火的水平。
淬火组织为板条马氏体加细小碳化物,残留奥氏体数量极少[2]。
图2碳量过低强韧化效果不明显。
它说明,这种工艺方法的强化作用主要来自马氏体形态的变化。
此外,原始组织对高碳钢低温短时间加热淬火的强化效果有重要的影响。
原始组织愈细小,按此工艺淬火后的强度和韧性也愈高[3]。
图5比较了调质和球化退火组织对快速加热钢强度和韧性的影响。
可以看到,调质作为这种处理工艺的予先热处班,高碳钢的强度,特别是韧性的增加幅度非常突出。
二等温淬火等温淬火可以显著改善高碳钢的强韧性,即在同样的强度水平，等温淬火钢的塑性、韧性比普通淬火状态有大幅度的增高[16]，图6比较了等温淬火和普通淬火CrWMn 钢的强度、塑性和韧性同硬度的关系。
从图6中可以看出,在硬度相同时,等温淬火钢的塑性和韧性比普通淬火高出0.5一1倍。
而在塑性或韧性相同时,等温淬火状态的硬度要高4~6HRC 以上。
在硬度相同时,等温淬火高碳钢还有较高的耐磨性[4]。
根据对马氏体和贝氏体形态和机械性能的研究可知,等温淬火高碳钢较高的强韧性特点,是因为高碳贝氏体的性能优于高碳片状马氏体,并在等温淬火时取代了片状马氏体,避免了它对钢韧性可能的损害。
片状马氏体对淬火钢韧性的损害主要来源于如下三个方面[4],(1)片状马氏体转变时的相互撞击作用,在马氏体片相交的部位或马氏体片内常伴随有显微裂纹的存在。
(2)片状马氏体内含有密集的孪晶亚结构,在外力作用下,当运动的位错同孪晶交截时,往往在孪晶界面形成显微裂纹。
这些潜在的显微裂纹,增大了淬火钢的脆性破坏倾向。
(3)高碳马氏体中固溶的碳量远远高于下贝氏体中的含碳量。
间隙原子的固溶量愈大,固溶强化效应愈高,对钢的韧性造成的损害也愈严重。
三奥氏体晶粒的超细化和碳化物的超细化细化钢的晶粒可以有效地提高钢的强度。
钢的屈服强度s σ同平均品粒直径d 之间有如下的关系:21-0s kd +=σσ称Hall 一Patch 关系,其中。
0σ和K 为常数。
细化钢的品粒还有提高室温韧性和降低脆性转变温度的良好作用。
晶粒愈细小,在外力的作用下,塑性变形的扩展受到晶界的阻碍作用愈大,有利于提高钢的强度。
另一方面,断裂的裂纹穿越晶界扩张消耗的功愈多,钢的韧性也愈好。
由于细化品粒可以同时改善钢的强度和韧性,因此,如何在钢热处理后保持细晶粒的问题,一直是热处理工作者的重要研究课题。
近年来发展了许多获得十级以上超细晶粒的方法——晶粒的超细化处理。
它已经成为一种重要的强韧化手段应用在生产中。
此外,考虑到材料破断时,裂纹往往发源于尺寸较大的第二相,如碳化物上。
所以,细化高碳钢未溶碳化物的问题也受到愈来愈多的注意,发展了碳化物超细化处理的新方法。
1快速循环加热Grange首先提出,利用同图9类似的快速循环加热淬火工艺,可以得到13一14级的超细化晶粒[5]。
循环加热淬火的基本方法是将工件以较快的速度从室温（或低于A1的预热温度）加热到高于A3的温度,经短时间停留即行淬火冷却,如此循环数次。
它同普通热处理的主要差别在于,①加热速度比较快②在得到奥氏体化的前题下,加热温度尽可能的低③加热时间以工件心部达到予定温度为限,不得过长。
加热方式可用感应加热技术,也可采用铅浴加热的方法。
对于后一种情况,铅浴温度往往控制得高于工件实际加热温度。
然而无论采用什么加热方式,循环加热时工件实际达到的最高温度应低于普通热处理时工件的加热温度。
金泽等将12MnMo钢用100KW高频以10℃/秒进行4次快速循环加热,得到平均品粒直径3微米的超细晶粒(相当于13级),提高了这种钢的屈服强度,并使它的脆性转变温度显著下降[6],见图10。
2.交替循环加热利用前述快速循环加热淬火的方法,只能使一般合金结构钢的奥氏体晶粒细化到3一5微米(相当于14~13级晶粒度)[7]。
采用冷变形和适当的热处理相结合的方法,可以将奥氏体晶粒细化到2.3微米(相当14~15级)[8],甚至0.3~1.1微米(相当19~16级)的超细晶粒[9]。
3.碳化物的超细化处理细化过共析钢的过剩碳化物,对钢的韧性和接触疲劳强度有很好的作用。
文[10]指出,在较高的外加应力作用下,高碳钢中直径大于1微米的碳化物是它破断时形成显微裂纹的主要场所。
实践证明,细化高碳钢中的碳化物是提高高碳钢强韧性的一个重要途径。
四复合组织的利用在淬火钢中,与马氏体组织共存一定数量的第二相,如铁素体,残留奥氏体或下贝氏体等,往往能在不降低强度的情况下,显著提高钢的韧性,减低脆性破坏倾向,现在看来,通过热处理获得复合组织的途径,可以很好地发挥钢的性能潜力,是钢强韧化的一个值得注意的研究方向[16]。
这里,将介绍三个方面的问题:获得马氏体和铁素体共存的二相区淬火,残留奥氏体的 应用,以及低碳钢中马氏体和下贝氏体复合组织的性能。
1.）（γα+二相区加热淬火虽然亚共析钢在淬火时沿晶界形成先共析铁素体会损害钢的强韧性,但是亚共析钢在 ）（γα+二相区进行不完全加热淬火,得到一定数量铁素体和马氏体的混合组织。
它对提高材料的韧性,减小回脆倾向有明显的效果。
这种热处理方法在普通低合金钢和大型汽轮机转子用钢等方面的应用都有满意的成效。
2.低碳钢中的马氏体和下贝氏体的复合组织低碳低合金钢过去多在热轧状态下使用。
为了提高这类钢的强度和韧性,近年来发展了经淬火回火处理得到回火马氏体的调质型高强度钢。
它的强度可达80一100公斤/毫米2以 上。
还保持较高的韧性。
3.残留奥氏体的应用Webster 在研究超高强度钢AFC77的强韧化问题时发现,适当提高加热温度和减低 回火温度,在钢中保留30%~35%的残留奥氏体的情况下,可以显著增加这种钢的断裂韧度[14]在研究了Fe 一Cr 一C 超高强钢的超显微结构时观察到,在淬火得到的板条马氏体之间 存在着残留奥氏体薄膜。
而且残留奥氏体的存在同这种钢具有较高的断裂韧度有直接的关系[11] 五形变热处理形变热处理是将钢的形变强化同相变强化结合起来的一种综合热处理方法[15]。
在过去二十多年里,形变热处理作为改善钢机械性能的一种新型手段受到广泛的重视,并在生产上得到一定应用。
形变热处理发展之初,人们把主要兴趣放在提高钢的强度方面。
通过形变热处理,钢的实际强度已可达350公斤/毫米2以上。
形变热处理还能在一定程度上提高钢的韧性,近年来,它已经发展成为改善高强度钢韧性的重要强韧化手段应用在生产上。
1形变热处理对钢性能的影晌根据机械形变的温度和在热处理操作中所处的位置,形变热处理有多种类型。