40CrNiMo钢淬火组织调控及其对力学性能的影响

作     者：吴寅杰 孙国胜 李顺强 薛星宇 孙雪 刘吉梓 WU Yinjie;SUN Guosheng;LI Shunqiang;XUE Xingyu;SUN Xue;LIU Jizi

作者机构：南京理工大学中法工程师学院江苏南京210094 南京理工大学材料科学与工程学院纳米异构材料中心江苏南京210094 南京理工大学分析测试中心江苏南京210094 

出 版 物：《轧钢》 (Steel Rolling)

年 卷 期：2024年第41卷第1期

页      面：13-19页

学科分类：08[工学] 080502[工学-材料学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 

基　　金：江苏省基础研究计划自然科学基金青年基金项目(BK20220964) 

主　　题：40CrNiMo钢 淬火工艺 组织调控 力学性能 强韧化 

摘      要：为了优化热处理工艺、调控淬火组织的配比,开发出强塑性更佳的超高强钢,通过金相显微镜、扫描电子显微镜和电子背散射衍射表征手段,结合显微硬度测试及拉伸实验,研究了淬火温度对40CrNiMo钢组织与性能的影响。研究发现:淬火温度低于Ac_1时,实验钢组织由粒状珠光体及片状珠光体组成;两相区淬火时,随着温度的升高,渗碳体逐渐溶解,淬火马氏体逐渐增多,不规则的未溶解铁素体比例不断降低;790℃淬火时,实验钢组织为完全马氏体,呈板条状;进一步提高淬火温度,原奥氏体晶粒尺寸增大,马氏体板条粗化。随着淬火温度的升高,实验钢组织中马氏体占比越来越大,导致其硬度和强度均大幅提高。相比于完全马氏体组织,保留一定比例的铁素体能进一步提高材料的强度,同时兼具良好的加工硬化性能和塑性。通过合理的组织调控,实验钢获得了铁素体(28%)+马氏体双相组织,利用不同组织的相互协调性实现了淬火钢的高强韧性,进一步改善了传统结构材料的力学性能。