正火及高温回火对低合金高强度铸钢组织和性能的影响

焦振林

摘 要 正火和高温对铸钢材料具有很大的关系，文章根据铸钢的特点，设计了低合金高强度铸钢的实验，并研究分析了低合金高强度铸钢的显微组织、低合金高强度铸钢的力学性能以及比较了实验铸钢和低合金高强度铸钢的性能，最后做出总结。

关键词 正火；高温回火；铸钢

中图分类号：TG142 文献标识码：A 文章编号：1671-7597（2014）02-0045-01

随着工业的不断发展，对于钢材的需求量也越来越多，铸钢具有良好的力学性能，在工业领域中广泛应用。正火和高温回火关系到铸钢的质量，因此对于铸钢的影响研究具有很大的意义。

1 低合金高强度铸钢的实验设计

低合金高强度铸钢的实验首先要对铸钢的成分进行设计，一般设计为C和Si的含量要比较低，这样能够保证钢材的低温冲击韧性和焊接性，同时还要严格地控制杂质元素的含量，避免对钢材的塑韧性的干扰。C元素的质量分数控制在0.08%～0.12%之间，Si元素的质量分数控制在0.10%～0.50%之间。

2 低合金高强度铸钢的显微组织

图1中，（a）为实验铸钢的铸态显微组织，铸态显微组织是比较典型的亚共析组织，其中的F含量比较多，P含量就比较少。P主要分布在F基体晶界上。而（b）为在880℃高温内进行保温后的空冷组织，从图中可以看出，在经过了正火处理后的铸钢显微组织相比于（a）中有了明显的细化，F+P组织逐渐转变成了PF+QB+GB组织。在冷却过程中，发生了PF的转变，然而后期的转变产物则细化成了有效晶体。

图1 铸钢显微组织

3 低合金高强度铸钢的力学性能

据已知实验数据分析可知，当回火的温度在580℃以下时，铸钢的强度是上升，在580℃时为最高，然后回火温度超过580℃后，铸钢的强度又逐渐下降。硬度和强度的变化趋势相一致。

当在560℃进行回火时，低温冲击功会达到最大值，这是由于在这个温度时，铸钢表面的碳化物会消除。实验铸钢的伸长率和断面收缩率也会随着回火的温度升高而增大。当回火温度升高的时候，位错密度会降低，同时碳化物也会逐渐溶解，使得铸钢的塑性增加。铸钢的力学性能和合金成分以及热处理相关。在880℃正火和580℃回火的处理后，铸钢的力学性能会不断地提高，这是因为在热处理过程中，试样会获得铁素体+回火贝式体组织，从而形成贝式体铁素体，它们的内部存在非常细小的亚结构和高密度的位错，使得钢体非常的强韧。回火过程中的一些化合物会被析出，分布在钢体周围，形成有效的强化作用。铸钢的体内S、P含量比较低，就会出现其他的一些杂质，导致韧窝小而多，这样就会减少它对韧度的影响。

因此为了使得铸钢有良好的力学性能，一般回火温度为580℃，这是铸钢最好的温度值，能够将铸钢的强度和硬度都达到最大值。

4 实验铸钢和低合金高强度铸钢的性能比较

表1为实验铸钢和现有铸钢的化学成分对比表，表2为实验铸钢和现有铸钢的综合性能对比表。从表中可以看出，实验铸钢和焊接结构的铸钢具有相似的碳当量，但是铸钢的强度和冲击韧性明显要比焊接结构铸钢要高。实验铸钢能够在强度保证的情况下，表现出良好的焊接性和冲击韧性。

5 结束语

从实验铸钢的形成过程来看，在经过正火+高温回火后，铸态亚共析组织能够逐渐转变为细小的组织，提高铸钢的综合性能。在880℃的正火和580℃的回火作用下，铸钢的冲击韧性能够达到最佳状态。在合金元素的作用下，能够析出分散的析出相，对铸钢起到一定的强化作用。铸钢具有很好的低温冲击性能，杂质对铸钢的冲击韧性并没有多大的影响。

参考文献

[1]雷勇.正火及高温回火对低合金高强度铸钢组织与性能的影响[J].粉末冶金材料科学与工程，2013（02）：241-249.

[2]胡志军.热处理工艺对低合金耐磨铸钢组织和性能的影响[J].铸造技术，2012（06）：660-663.endprint