高温形变淬火、回火后，马氏体位错密度显著增加，位错结构也发生变化。形变淬火钢的高强度就是高位错密度的反映，而马氏体组织的细化主要表现在塑性方面的改善。从图6-16中可看出，在T12和50CrNi4Mo钢形变淬火后的残留奥氏体量与形变量的关系中存在一个极大值。这可以在T12钢形变淬火后残留奥氏体晶体点常数随形变量的增加而逐步减少的事实中得到证实。......
2023-06-24
高温形变热处理对力学性能的影响
【摘要】：高温形变淬火＋回火不但能提高钢材的室温拉伸性能，而且能提高高温拉伸性能。
1.钢的化学成分对高温形变淬火后力学性能的影响
合金元素对钢材高温形变淬火效果的影响与低温形变有很多相同之处。区别在于高温形变时，形变温度对合金元素作用的影响更为强烈。这是因为形变温度高会加速原子扩散，以及点阵缺陷(位错)的运动和重组，因此通过高温形变发挥钢中合金元素作用潜力，形成稳定的、对钢材力学性能有正面影响的位错结构是至关重要的。
1)碳的作用
随着钢中碳含量的增加，高温形变强化效果明显提高，而塑性指标则连续下降。钢的强度变化与碳含量的关系曲线存在一个极值，如图6-17所示。为获得强度和塑性的合理配合，钢的强度不宜提高到最大程度。
图6-17 碳含量对Cr-Mn-B钢力学性能的影响(200℃回火)
·—高温形变淬火；×—普通淬火
2)其他合金元素的作用
增加钢中的硅含量能提高高温形变强化效果。Cr、W、Mo、V等碳化物形成元素以及Mn、Ni、Si都对形变奥氏体的再结晶有抑制作用，从而可明显提高钢高温形变淬火回火后的强度和塑性。
2.高温形变钢的力学性能
1)拉伸性能
与普通淬火、回火相比，高温形变淬火、回火能提高抗拉强度10%～30%，提高塑性40%～50%，而且高温形变量可降到20%～50%(低温形变则高达60%以上)。高温形变淬火＋回火不但能提高钢材的室温拉伸性能，而且能提高高温拉伸性能。
2)冲击性能
高温形变淬火能使钢材的冲击韧度数倍增长，使脆性转变温度明显下降，在合理选择工艺的前提下减轻钢的第一类回火脆性，完全消除第二类回火脆性。图6-18为AISI5150钢[0.5%C，0.9%Mn，0.1%N，0.8%Cr(质量分数)]在843℃奥氏体化并空冷至792℃施行60%形变量的形变后的冲击吸收能量随硬度的变化。高温形变淬火对37CrNi3A钢冲击吸收能量的影响如图6-19所示。
图6-18 高温形变对AISI5150钢冲击吸收能量的影响
注：箭头表示试样未断裂
图6-19 高温形变淬火对37CrNi3A钢冲击韧度的影响
1—普通淬火；2—高温形变淬火
3)疲劳性能
高温形变淬火能提高钢的疲劳极限，但应特别注意形变量的作用。对一些钢种，形变量与疲劳极限间的关系存在极大值，过度的形变会使疲劳极限降低，如AS5160钢(相当于60MnCr)，形变量约小于30%，随着形变量的增加，疲劳极限增加，而当形变量超过30%之后，随着形变量的增加，疲劳极限降低。
4)裂纹扩展功与断裂韧度
高温形变淬火能提高钢材的裂纹扩展功和断裂韧度，降低缺口敏感性。钢材断裂韧度KIC随形变量的变化有极大值关系。在相同屈服强度下，高温形变淬火钢材的断裂韧度比普通淬火者高得多。
5)延迟断裂性能
高温形变淬火能提高钢的氢致延迟断裂性能，应力与断裂时间的关系：在800～900℃下进行形变量为20%～28%的变形，随后进行淬火可提高32MnSi钢断裂应力，达到1370MPa，断裂时间320min；而普通淬火的断裂应力仅为985MPa，断裂时间220min。
6)热强性
高温形变淬火能提高钢的持久强度，从而延长钢高温承载条件下发生断裂的时间、降低第二阶段蠕变速度，是各种形变热处理方法中提高结构钢热强性效果最好的措施。
另外，高温形变淬火还能提高钢的耐磨性和抗蚀性。
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2023-06-24
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2023-06-24
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2023-06-24
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2023-06-24
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