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提高鋼鐵的屈服強度和較好的韌性方法

2019-09-30

高溫加熱後的冷卻速度對硼的分布狀態有比較明顯的影響。加熱溫度高於900℃時,鋼中的硼基本溶於固熔體。當快速冷卻時,受擴散速度的影響,硼隻在晶界偏聚,極少形成析出物。硼在晶界與晶內的分布相對均勻。當以較慢速度冷卻時,隨溫度降低,晶界的吸附作用由弱變強,固溶體中硼的溶解度減少,引起硼化 物沿晶界析出。因此,隻要適當控製鋼的熱軋工藝和熱處理工藝,保證大部分硼溶入固溶體中,含硼鋼就能獲得良好的淬透性。需要注意的是, 冶煉時應適當控製鋼中N和Ti的含量,防止BN析出。至於硼提高淬透性的機理,一般有兩種觀點:一是硼降低奧氏體晶界能。由於硼易被吸附在奧氏體晶界,使 奧氏體晶界能降低,減少了鐵素體通常在奧氏體晶界形核的有利位置,增加了奧氏體穩定性,鐵素體和上貝氏體轉變的孕育期增加,使轉變曲線右移。二是硼降低碳 在奧氏體晶界的自擴散能力,鐵素體形核時,不僅需要有利的形核位置,而且需要碳原子的擴散,硼原子在晶界上的存在阻止碳原子的擴散,因此推遲了鐵素體的形 成,也使珠光體轉變受阻。由於硼的含量過高(0.004%),損害了SPV490鋼板的韌性,並且降低了鋼的淬透能力。當板厚減少到20mm以下時,不加入硼,而靠Cr、Ni來提高淬透性,並適當調整調質工藝,鋼板亦可獲得大於690MPa的屈服強度和較好的韌性。這一點在Q690D鋼板的試驗中得到了證實。


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結論:加硼的SPV490鋼板通過控製熱處理工藝可以有效地提高淬透性,同時獲得良好的韌性。SPV490鋼板在外機爐水槽淬火,結合合理的回火處理,可獲得良好性能。通過控製軋後冷卻水量和調整調質工藝,可淬透的鋼板厚度將達到60mm以上,以Cr、Ni等元素提高淬透性,12mm厚鋼板可在空冷 高溫回火處理後獲得690MPa以上屈服強度和較好的韌性。鋼中的硼含量應控製在20×10-6以下。否則,將會嚴重損害鋼的韌性,並降低其增加淬透性的效果。


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