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回火工艺对AerMet340钢性能和微观组织的影响

文章作者:来源:www.kuisparlay.com时间:2019-10-31



目前,超高强度钢仍是材料科学前沿的研究热点。在1990年代,美国开发了二次硬化超高强度钢AerMet100钢,该钢目前具有最佳的强度和韧性相容性,是目前最全面的材料之一,并迅速成为高科技在航空和航天领域。作为该领域的首选材料,美国于1999年开发了更高强度的二次硬化超高强度钢AerMet310钢(专利号为US),后来又开发了抗拉强度高达340ksi的AerMet340钢并获得了专利。为了促进中国超高强度钢领域的持续发展并瞄准世界尖端技术的发展,有必要系统地研究新型二次硬化超高强度钢AerMet340。

测试的AerMet340钢是真空感应熔炼,其主要化学成分为(质量分数,%)0.33C,2.18Cr,12.10Ni,1.85Mo,15.60Co,其余为Fe。通过高温扩散对钢锭进行退火后,将其锻造为材料,并在粗加工后进行热处理。热处理工艺为:960°C固溶处理1 h,油淬,在-73°C进行深冷处理1 h,然后在空气中恢复至室温,然后在300°C后在550°范围内回火C保持18h,风冷。为了比较与AerMet 100钢的峰值强度相对应的回火温度,专门研究了两个回火温度点468°C和482°C。利用力学性能,SEM,TEM和XRD研究了回火温度和时间对二次硬化超高强度钢AerMet340的力学性能和组织的影响。测试结果表明:

1)AerMet340钢的回火曲线显示出明显的二次硬化现象。综合性能最佳的回火过程为482°C×5h。经过此过程的回火后,试钢的断裂形态为酒窝+少量的准解理。试验钢的拉伸强度的峰值强度为2460MPa,峰值温度为450℃,断裂为解理型。指定塑性伸长率的峰值强度为2061 MPa,峰值温度滞后约20°C,约468°C,且断裂为准裂解。类型。

2)在低温回火下,AerMet340钢的显微组织主要由回火马氏体和ε-碳化物组成。当回火高于468°C时,在基体中会观察到细小的针状M2C碳化。这是钢具有高强度的主要原因之一。随着回火温度的升高,硬质合金M2C中Fe,Cr和Mo的含量明显增加,使得M2C的晶格常数发生明显变化,并逐渐从基体中分离出来。

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