GY4装甲钢热处理工艺的试验研究

2015-05-30文静姝

中国机械 2015年8期

文静姝

摘要：工业化热处理生产由于设备以及材料体积的问题，不能对材料的整体进行准确的控温处理。因此也就不能获得整体均匀性的组织。一种材料的熟处理工艺会有很大的改进空间。一般地说，当钢的化学成分一定时，由于热处理制度不同，会出现不统的强韧性配合，对装甲钢来说则有可能出现不同类型的穿甲破坏，当调整钢的强韧性配合在一定时，出现塑性穿孔和冲塞的混合型穿甲，此时才出现较高的背面强度极限。在这个实验里通过传统的热处理工艺来改进GY4装甲钢的强韧性的配合的可能空间，以期望提高其抗弹性能。

关健字：热处理；GY4装甲钢；抗弹性能

前言

装甲钢是钢中比较特殊的一种，其性能要求高强度、高韧性、高硬度以及良好的焊接性，所以说它是代表着一个国家钢铁生产最先进的技术，也是代表着钢铁发展的最新方向。[1]装甲钢在淬火和回火过程中，淬火的主要目的是把奥氏体化后的工件全部淬成马氏体。以便在适当的温度回火后，能获得所需要的综合力学性能。另外由于装甲钢含有一定量的合金元素，所以使奥氏体获得单一均匀的固溶组织也是淬火加热的另一个目的[2]。因此在制定钢淬火制度首先应考虑钢的淬火温度和在该温度均匀化的时间。钢的淬火温度主要取决于钢的临界温度（Ac1及Ac3），将钢加热到奥氏体区使钢成为单一的奥氏体或大部分成为奥氏体并保温一段时间使奥氏体均匀化。由下图中可看出，原装甲钢原材质虽然进行了890oC、1.5小时的淬火，但奥氏体晶粒比较粗大，并且碳与合金元素仍然不能均匀分布，造成析出的碳化物也不能均匀的分布在铁素体基体上。所以我们看到白色的铁素体区域仍然占据了相当多的面积。

1.热处理工艺的选择试验

人们淬火加热的目的是希望通过较高的温度在比较短的时间内促进晶粒细化，合金元素的均匀化，但由于是大块厚的工件批量化生产，很难保证工件内部均匀化的很充分，两在高温下长时间保温奥氏体晶粒又会长大[3]。如果我们所进行的二次调质处理在仅高于奥氏体化温度几十度左右进行保温，在这个温度保温不仅可以进一步使成分均匀化，而且可以利用奥氏体的再结晶细化晶粒，那么表现出来的宏观硬度应该比原材质高。因此我们在原有工艺的基础上遵循传统调质热处理思路改进热处理工艺来细化晶粒，并使碳化物分布更均匀化来提高装甲钢强度[4]。

按上述思路制定了熟处理工艺，试样仍为调质态的GY4装甲钢，我们之所以选择调质态的试样，主要是因为在现有试验条件下无法进行相同成分钢料的冶炼，另外在我们所进行的工艺是调质处理也要把试样加热到奥氏体化温度以上并保温一段时间，所以没有必要再进行退火处理，反而会导致可能的奥氏体晶粒粗大影响实验效果。

表1 GY4装甲钢热处理工艺参数

淬火温度 780oC×0.5h 800oC×0.5h 820oC×0.5h 850oC×0.5h 890oC×0.5h

回火温度 580oC×0.5h 580oC×0.5h 580oC×0.5h 580oC×0.5h 580oC×0.5h

600oC×0.5h 600oC×0.5h 600oC×0.5h 600oC×0.5h 600oC×0.5h

630oC×0.5h 630oC×0.5h 630oC×0.5h 630oC×0.5h 630oC×0.5h

650oC×0.5h 650oC×0.5h 650oC×0.5h 650oC×0.5h 650oC×0.5h

2.热处理工艺的选择试验分析

对热处理后试样进行了布氏硬度测量，获得的硬度值对照如3-1所示，中间的数据是调质处理后试样的布氏硬度。

硬度值与淬火温度和回火温度的变化关系曲线图如图3-3所示，图中每条线代表一个淬火温度，表示在这一淬火温度下，硬度与回火温度的关系；而在X轴上确定某一回火温度后，纵向表示的是淬火温度与硬度的关系。

表2热处理后GY4装甲锈的布氏硬度

回火淬火 780oC×0.5h 800oC×0.5h 820oC×0.5h 850oC×0.5h 890oC×0.5h