研究了3Cr3Mo2NiW鋼力學(xué)性能和斷口形貌隨回火溫度的變化。結(jié)果顯示,隨著回火溫度的升高,試驗(yàn)鋼的硬度降低,韌性增加,550℃回火時(shí)出現(xiàn)二次硬化現(xiàn)象; 600℃以上回火,硬度明顯降低,韌性大幅度增加; 700℃回火態(tài)試樣未沖斷。淬火后,隨著回火溫度的升高,試驗(yàn)鋼的基體組織逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)榛鼗瘃R氏體、回火屈氏體和回火索氏體。300～600℃溫度區(qū)間內(nèi)回火試樣的斷裂方式為準(zhǔn)解理斷裂,高溫回火試樣的斷裂方式為韌性斷裂,不同溫度回火后得到的顯微組織和碳化物對試樣的沖擊韌性有較大影響。
【部分圖文】：

試驗(yàn)材料的相變溫度Ac1、Ac3分別為796℃和857℃，為了獲得彌散分布、粒徑較小的碳化物和良好的力學(xué)性能，將錘鍛后的試驗(yàn)鋼加熱到860℃并保溫2 h，隨后以30℃/h的冷卻速率冷卻至500℃，出爐空冷到室溫[3]。淬火溫度為980℃，保溫時(shí)間為1 h，隨后水淬[4-5]，淬火后分別在300、500、550、600、680、700℃進(jìn)行回火，空冷[4-6]。回火后利用線切割將毛坯精加工成2 mm標(biāo)準(zhǔn)夏比U型缺口沖擊試樣。采用HR-150型洛氏硬度測量儀分別測量各個(gè)溫度回火態(tài)試驗(yàn)鋼的硬度，每個(gè)試樣取5個(gè)點(diǎn)，求其平均值。采用沖擊試驗(yàn)機(jī)測量室溫沖擊韌性，每個(gè)回火溫度測量3個(gè)試樣取平均值。沖擊試驗(yàn)結(jié)束后將試樣清洗，利用捷克TESCAN-VEGA3SBH型掃描電鏡觀察試樣沖擊斷口形貌，沖擊試樣如圖1所示。在不同溫度回火后的毛坯試樣上取金相試樣，經(jīng)240～2000號砂紙粗磨后用1.0μm金剛石拋光膏拋光，隨后用濃度為8%的硝酸酒精進(jìn)行腐蝕，在掃描電鏡下觀察不同回火溫度下試驗(yàn)鋼的顯微組織和碳化物分布狀況的差別。

材料的硬度取決于不同的基體組織，淬火后的3Cr3Mo2NiW鋼組織主要為含碳過飽和狀態(tài)的馬氏體，硬度較高。在隨后的回火過程中，隨著溫度的增加，基體組織發(fā)生變化，硬度降低�；鼗疬^程中析出碳化物的二次硬化作用能夠延緩材料的軟化，甚至提高材料的硬度。沖擊韌性是評定材料塑性變形過程中，或者斷裂過程中吸收能量大小的性能指標(biāo)，是材料塑性和韌性的綜合體現(xiàn)。不同溫度下回火試樣的硬度和韌性見表2，硬度和沖擊性能隨回火溫度的變化規(guī)律如圖2所示。由圖2可以看出，隨著回火溫度的提高，試樣的硬度首先緩慢降低，500℃回火較300℃回火硬度僅降低了1 HRC。當(dāng)回火溫度提高至550℃時(shí)，硬度增高，出現(xiàn)一個(gè)二次硬化峰。二次硬化現(xiàn)象的出現(xiàn)與M2C碳化物的析出長大有密切的聯(lián)系[7]�；鼗饻囟壤^續(xù)提高，試樣硬度下降速率加快，600℃回火較550℃回火硬度下降了3 HRC。當(dāng)回火溫度超過600℃后，試樣的硬度急劇減小，軟化加劇。700℃回火態(tài)的硬度為23.2 HRC。

夏比沖擊試樣沖斷后的斷口形貌能夠真實(shí)記錄裂紋擴(kuò)展和材料斷裂的過程，充分反映出裂紋擴(kuò)展過程中韌裂和脆裂程度的差別[8]，在評價(jià)材料韌性方面，室溫沖擊韌性和材料斷口形貌存在互補(bǔ)性[9]。斷口形貌示意圖如圖4所示。圖4 沖擊斷口示意圖[10]
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本文編號：2863352