含钴超高强度钢的贝氏体、马氏体组织及其力学性能研究

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1、摘要本文运用光学显微镜、透射电子显微镜和材料试验机等实验手段，研究了38CrNi2Si2Mn2MoV(1#材料)和38CrNi2Si2Mn2MoVCo(2#材料)在正火、等温、淬火以及淬火+回火状态下的贝氏体及马氏体组织形貌、形成机理和组织结构对力学性能的影响。研究结果表明：1、两种钢经过900℃正火后得到的组织由无碳化物下贝氏体、马氏体以及少量残余奥氏体组成。2、两种钢320℃等温得到的组织为下贝氏体。2#样品为针状下贝氏体，1#样品为片状下贝氏体，前者形状较后者更清晰，尖锐，其贝氏体转变孕育期也较后者短。3、贝氏体片条间及片

2、条内有残余奥氏体的存在，在下贝氏体内发现孪晶的存在。无论贝氏体铁素体还是奥氏体内部，均有高密度的位错存在。下贝氏体中存在中脊线，其方向与板条轴线方向平行。4、淬火组织主要是由束状的板条马氏体构成，其间还有少量的片状马氏体和残余奥氏体。在一个原奥氏体晶粒内由不同方向的板条马氏体束组成，在一个板条马氏体内，马氏体板条大致平行，片状马氏体大小不等。2#样品的马氏体中存在孪晶。5、样品经过450℃以下温度回火得到的是以回火马氏体和残余奥氏体为主的组织。在550℃回火，材料发生再结晶，组织由碳化物和铁素体组成。6、测定了淬火态板条马氏体的

3、位向关系，在马氏体板条之间以及马氏体与残余奥氏体母相之间存在G—T关系，即为：1)All(110)Mo】A2．50_fill】M7、在900℃正火状态下，两种材料的抗拉强度分别达到1890Mpa和1920Mpa。硬度HRC值分别达到45．8和51．7。8、在320℃等温处理，2#样品的抗拉强度和硬度高于l#样品，而冲击韧性比后者低。Co和Mo的协同效应使2#材料获得良好的强化和硬化效果。华南理工大学硕士学位论文9、两种材料经过淬火回火处理后的抗拉强度最高分别达到1766Mpa和1870Mpa，随着回火温度的升高，其抗拉强度逐渐降

4、低，冲击韧性和硬度降低。两种钢材在正火状态下均具有较好的综合力学性能，等温处理后的综合力学性能更佳，已经达到超高强度钢的水平。关键词：超高强度钢马氏体贝氏体力学性能显微组织Ⅱ摘要ABSTRACTThemorphologyandformationmechanismofbainiteandmartensitein38CrNi2Si2Mn2MoV(1群alloy)and38CrNi2Si2Mn2MoVCo(2#alloylsteelsundernormalized，isothermalandtemperedconditionhaveb

5、eenstudiedbyopticalmicroscopy,TEMandmaterialtestingmachine，andtheinfluenceofabovestructureonthemechanicalpropertyhasbeenfoundbypropertytest．Themicrostructureofnormalizingsteelwascomposedoflowerbainite，martensiteandamountofretainedaustenite．Themicrostructureoftwoexper

6、imentalsteelsafterisothermallytreatedat320。Cwaslowerbainite．Themorphologyof2#samplewasclearerandsharperthanthatofl择．Theincubationperiodofbainitetransformationof2#sample，whichwasmainlycomposedofneedle—likebainite，wasshorterthanthatof1#，whichwasmainlycomposedofplatebai

7、nite．Whileisothermallyholdingthesteelresultedinalowerbainitestructurealsocontainingasmallquantityofretainedaustenite，martensite．ThislowerbainitewasdifferentfromtheconventionaloneintIlatitcontainedretainedausteniteinasinglebainiteplate，withtheretainedausteniteinthefor

8、mofthefilmsorflakesembeddedbetweenthebainiteplates，andbetweenthesubunitsformedwithinaplateaswell．Highdensityofdislocationgeneratedi