合金化和球化工艺对超高碳钢组织和性能的影响

珠光体,球化,退火

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第 2 O卷第 4期20 0 8年 4月

钢铁研究学报J u n 1 fIo n te Re e rh o r a r n a d S e1 s ac o

Vo _ O No 4 l2。 .Apr12 i 008

合金化和球化工艺对超高碳钢组织和性能的影响孙中华，曹晓明，马晓莉，彭会芬 (北工业大学材料学院，津 303)河天 0 1 0

摘

要：究了合金化和球化工艺对超高碳钢组织和性能的影响。用扫描电子显微镜、射电子显微镜和能谱仪研透

观察了钢的组织形貌和元素分布。结果表明：在碳和铬含量相同的超高碳钢中加入同量的合金元素铝和硅时，铝可明显抑制锻造组织中网状或粗大的颗粒状碳化物的析出、化珠光体组织和控制石墨形成。UH S2 1S和细 C -.3 iuHc . 1钢经 80℃×3h球化退火处理后，能得到较好的球化组织，力学性能分别为： HC -. 3 i, 2 6 Al 5 都其 U S2 1S钢R= 10 3M P,:7 4MPa A一 1 . ; 3 a R 3 , 4 9 UHC 2 6 A1, . 1钢 R一9 3M P,一 6 7MPaA一 1 . 。 7 a R 7 , 82

关键词：高碳钢；金元素；化工艺；光体；墨超合球珠石中图分类号： TG1 2 1 4 .文献标识码： A文章编号： 0 10 6 ( 0 8 0— 0 80 1 0— 9 3 2 0 ) 40 3 - 5

I l e e o l y n n p r i i a i n Pr c s n nfu nc fAlo i g a d S he 0 d z t0 o e s o

M ir sr c u ea d M e h nia o r iso c o t u t r n c a c lPr pe te fUHCSS N h n— u, CAO a— n M A a—i PE U Z o g h a Xio mi g, Xi o l, NG u— e H i n f( l g fM aeil S in ea dTeh oo y,He e U nv riyo c n lg Col eo tras ce c n c n lg e b i iest fTeh oo y,Tini 0 1 0 h n ) a j 3 0 3,C ia n

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C si v s i a e .Th c o tu t r so s r e y s a n n lc r n mi o c p S S i n e t t d g e mir s r c u ei b e v d b c n i g ee to c s o e( EM)a d ta s s in ee to r n rn miso lcr n mi o c p TE )a d a lyn lme t ds r u in i o t i e y e e g p c r m n l ss ( S ) Th e u t c s o e( M r n l ig ee n i ti t s b an d b n r y s e t u a a y i E A . o b o e r s lss w h tf ge nd s ho t a or d a phe o dz d s r c ur s a e ha c lp o ri sofU H CS lusr t or stv fe t r i ie t u t e nd m c nia r pe te i t a e a m e po ii e e f c l

o n i i n h r c p t t n o e wo k o o re p ril a b d s h n i g p a l e c l n n o t o l g t e n i h b t g t e p e i iai f n t r rc a s a t e c r i e,t i n n e ri o o y a d c n r l n h i o c t if m a i r p t he h a e C nd Cr c or ton ofg a hie w n t e s m a ont n, a 1a al y n ee e t a e a de O U H CS n e t nd A nd Si lo i g lm n s r d d t i w hih A1h s be t ra ton t n Si Bo h U H CS 2. A1a H CS- .1 Sis e l a bti o p e od z d s r t c a te c i ha . t - 61 nd U 2 3 tes c n o an g od s h r iie tu— t e y t a ra m e ta 5℃ f r3 h Theo to eofm e h nc lp o e te h urs b hehe tte t n t8 0 o

. u c m c a ia r p riss ows t a 一 1 03 Pa,R一 h tR 3M

7 4 M Pa A一 1 . 3, 49

f rU HC - . 3 i n o S 2 1 S d R一 9 3 M Pa 6 7 M P A一 1 . a 7,R一 7 a, 82

f rUH C - . 1 . o S 2 6 A1

Ke y wor s: ta hi a b t e; lo ng e e e; phe oiia i r c s; e rie; a ie d ulr- gh c r on s e l a lyi l m nt s r dz ton p o e s p a lt gr ph t

超高碳钢因碳含量较高[ ( C)一 1 2~ .

温状态下具有很高的强度和塑性

。

21] .在常规轧制或锻造过程中容易使碳化物以网状形式析出，大降低了其韧性和塑性，使其在工大致业上基本无法使用【。采用热机械加工法口]粉末 1] 、

最初，高碳钢中加入合金元素镍和钒 _]要超 1主。是为了细化奥氏体晶粒，望材料能展现良好的高希温超塑性能。但这 2种合金元素会降低碳化物的稳

冶金法、]喷射成型法]同时向钢中添加一定量，的合金元素，阻止粗大碳化物网在奥氏体晶界处可析出。锻造组织经球化退火]淬火加回火 o和、]循环热处理_ 1方法可得到铁素体基体上分布着 等均匀细小的球状碳化物颗粒组织，超高碳钢在室使

定性，进石墨形成。为了提高碳化物的稳定性，促又在超高碳钢中加入合金元素铬n并使用至今。此 ,后，和硅等元素也相继被添加到超高碳钢中[,]铝 11。 56

结果发现铝和硅不仅可以细化晶粒，定铁素体基稳体，提高相变温度，能够提高超高碳钢的超塑还

基金项目：家自然科学基金和上海宝钢集团公司钢铁研究联合基金资助项目( . 0 7 0 9;北省自然科学基金资助项目( . 0 0 3国 No 5 4 4 8 )河 No 5 0 2 )

作者简介：中华 ( 9 2)男，士生；孙 18,硕

Emalwe ze 2 8 yh o cr.n— i: nh 8 2@ ao . or c; 1

修订日期：0 7i—8 20 02

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