熱處理工藝對30CrNi2MoVNb耐磨板組織和性能的影響

  目前,隨著速射系統工況的發展,對高射速、高溫高沖擊的要求日益提高,材料除具有足夠的強度、抗燒蝕性能外,對韌性的要求也越來越高。研究人員以30CrNi2MoVNb耐磨板為例,對材料進行熱處理,即:淬火(huo)(huo)+低(di)溫(wen)(wen)回(hui)火(huo)(huo)(Q&T)、等溫(wen)(wen)淬火(huo)(huo)+低(di)溫(wen)(wen)回(hui)火(huo)(huo)(A&T)、淬火(huo)(huo)+碳分配+低(di)溫(wen)(wen)回(hui)火(huo)(huo)(Q&P&T),通過光學顯微鏡(jing)(OM)、掃描電(dian)鏡(jing)(SEM)、透射電(dian)鏡(jing)(TEM)、X射線衍射(XRD)、硬度實驗、拉伸(shen)實驗、沖擊實驗等,研究熱處理工藝對試(shi)驗耐磨板的(de)組織和性能的(de)影響,優化其(qi)(qi)組織和性能,更(geng)好地挖掘其(qi)(qi)強(qiang)韌(ren)性方(fang)面(mian)的(de)潛力。試(shi)驗結果表明:

  (1)經(jing)Q&P&T和Q&T處(chu)理(li)后,試驗耐(nai)磨(mo)板(ban)的組織均(jun)為回(hui)火馬氏(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)(ti)和殘留(liu)奧氏(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)(ti)(其中殘留(liu)奧氏(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)(ti)主(zhu)要(yao)分布(bu)于馬氏(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)(ti)板(ban)條間,呈(cheng)薄膜狀(10~40nm),且回(hui)火馬氏(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)(ti)板(ban)條內析(xi)出(chu)細小(xiao)彌散(san)分布(bu)的ε-碳(tan)化物(100nm左右(you));經(jing)等溫(Austempering)處(chu)理(li)后,試驗耐(nai)磨(mo)板(ban)的組織為馬氏(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)(ti)、下貝氏(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)(ti)和殘留(liu)奧氏(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)(ti),基體(ti)(ti)(ti)(ti)內析(xi)出(chu)細小(xiao)彌散(san)的滲碳(tan)體(ti)(ti)(ti)(ti);與Q&T工藝和A&T工藝相比(bi),Q&P&T工藝的殘留(liu)奧氏(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)(ti)量高達8.8%;

  (2)經(jing)Q&P&T處理后(hou),試驗(yan)耐磨板的(de)屈服(fu)(fu)強度、抗拉強度和沖擊韌性分別為(wei)1011.0MPa、1630.6MPa和109.7J/cm2,其沖擊韌性比經(jing)Q&T處理后(hou)提高(gao)了19.8%,比經(jing)A&T處理后(hou)提高(gao)了9.7%,而(er)其屈服(fu)(fu)比由0.82(A&T)下(xia)降至0.62;耐磨板組織中存在的(de)薄膜(mo)狀殘留奧氏(shi)體是沖擊韌性提高(gao)的(de)主要原因;

  (3)試驗耐磨(mo)板的(de)沖擊(ji)韌(ren)性(xing)隨(sui)殘(can)留(liu)奧氏(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)、下貝(bei)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)的(de)體(ti)(ti)(ti)積分數增加而提高(gao),同(tong)時,殘(can)留(liu)奧氏(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)對(dui)沖擊(ji)韌(ren)性(xing)的(de)貢(gong)獻大于下貝(bei)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti);強(qiang)(qiang)(qiang)度由馬氏(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)強(qiang)(qiang)(qiang)度(回火馬氏(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)強(qiang)(qiang)(qiang)度)、下貝(bei)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)強(qiang)(qiang)(qiang)度、細晶強(qiang)(qiang)(qiang)化等因素(su)共同(tong)決定(ding);經Q&T、A&T、Q&P&T工藝處理后(hou),試驗耐磨(mo)板的(de)斷裂(lie)方式均為韌(ren)性(xing)斷裂(lie)。