回火温度对马氏体合金钢组织及性能影响

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1、回火温度对马氏体合金钢性能和组织的影响·1·回火温度对马氏体合金钢性能和组织的影响李志超李维唐荻李辉陈银莉（北京科技大学冶金工程研究院，北京100083）摘要本文研究了热处理工艺对齿轮钢20CrMnTi硬度、室温冲击韧性的影响，并利用金相显微镜、SEM和TEM，对不同热处理工艺路线下该钢种的显微组织进行了观察，通过EBSD技术对取向分布特征的采集和用Channel5软件对晶界特征的分析研究了回火温度对低碳钢性能和显微组织的影响。得出结论：齿轮钢20CrMnTi经880℃淬火后，随着回火温度的升高，试样的硬度及冲击韧性均呈现先升高后下降再小幅回升的趋势。样品在170~260℃之间低温回火时，组

2、织主要为回火马氏体，形态仍基本保持原始马氏体的片状；在400~430℃之间中温回火时，组织主要为回火屈氏体；随着回火温度的提高，基体内相邻马氏体晶界数量在减少，板条马氏体尺寸增大。关键词齿轮钢热处理工艺力学性能显微组织EffectofTemperingTemperatureonMicrostructureandPropertiesofMartensiteSteelLiZhichaoLiWeiTangDiLiHuiChenYinli(EngineeringResearchInstitute,UniversityofScienceandTechnologyBeijing,Beijing,1000

3、83)AbstractTheinfluenceofheattreatmentprossonthehardness,impacttoughnessatroomtemperatureofgearsteel20CrMnTiisstudiedinthispaper,andtheOM,SEMandTEMisusedtostudythemicrostructureofthesteelwithdifferentheattreatmentprocess.Theeffectoftemperingtemperatureonpropertiesoflowcarbonsteelandmicrostructurean

4、alysisoforientationdistributioncharacteristicsisstudiedbyEBSDandtheChannel5software.Conclusion:Thegearsteel20CrMnTiafterquenchingat880℃,withtheincreaseofthetemperingtemperature,hardnessandimpacttoughnessofspecimensshowedincreasedfirstlyandthendecreasedagainintrend.Samplesat170~160℃temperingatlowtem

5、perature,themicrostructureoftemperedmartensite,morphologyisbasicallytheoriginalmartensiteflake;between400~430℃temperaturetempering,themicrostructureoftemperedtroostite;alongwiththeincreaseoftemperaturetempering,numberofadjacentmartensitelathboundariesinthereduced,matrixmartensitesizeincreases.Keywo

6、rdsgearsteel,heattreatmentprocess,mechanicalproperties,microstructures20CrMnTi是低碳合金钢，工艺性能优良，是齿轮用钢的传统钢种之一，广泛用于截面小于30mm承受[1]高速、中等或重载及受冲击载荷和摩擦的重要零件。其生产一般需要经过“淬火+回火”过程，齿轮钢[2]20CrMnTi淬火后再低温回火，通常依赖马氏体相变和回火析出碳化物达到高强度。该种钢在提高强度的[3]同时，存在着韧性偏低的问题，而通常通过淬火后形成的马氏体再经过回火处理达到一个较好的强度和韧[4~6]性的匹配。20世纪70年代以来，研究者研究了板条马氏

7、体钢微观组织与强度之间的联系，以期解决这[7]一问题。回火是淬火之后的工序，淬火是钢强化和获得某些特殊使用性能的主要方法。淬火温度对奥氏体李志超(1981)，男，讲师，博士后，主要从事钢铁材料方面的研究，lizhichao1225@tom.com·2·第九届中国钢铁年会论文集晶粒直径和合金元素在钢中的溶解分布状态有着重要的影响，并改变钢的淬透性和相变后的马氏体板条束尺寸。淬火后在150~250℃回火称为低温回