焦振林

摘 要 正火和高溫對(duì)鑄鋼材料具有很大的關(guān)系，文章根據(jù)鑄鋼的特點(diǎn)，設(shè)計(jì)了低合金高強(qiáng)度鑄鋼的實(shí)驗(yàn)，并研究分析了低合金高強(qiáng)度鑄鋼的顯微組織、低合金高強(qiáng)度鑄鋼的力學(xué)性能以及比較了實(shí)驗(yàn)鑄鋼和低合金高強(qiáng)度鑄鋼的性能，最后做出總結(jié)。

關(guān)鍵詞 正火；高溫回火；鑄鋼

中圖分類號(hào)：TG142 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-7597（2014）02-0045-01

隨著工業(yè)的不斷發(fā)展，對(duì)于鋼材的需求量也越來(lái)越多，鑄鋼具有良好的力學(xué)性能，在工業(yè)領(lǐng)域中廣泛應(yīng)用。正火和高溫回火關(guān)系到鑄鋼的質(zhì)量，因此對(duì)于鑄鋼的影響研究具有很大的意義。

1 低合金高強(qiáng)度鑄鋼的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

低合金高強(qiáng)度鑄鋼的實(shí)驗(yàn)首先要對(duì)鑄鋼的成分進(jìn)行設(shè)計(jì)，一般設(shè)計(jì)為C和Si的含量要比較低，這樣能夠保證鋼材的低溫沖擊韌性和焊接性，同時(shí)還要嚴(yán)格地控制雜質(zhì)元素的含量，避免對(duì)鋼材的塑韌性的干擾。C元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)控制在0.08%～0.12%之間，Si元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)控制在0.10%～0.50%之間。

2 低合金高強(qiáng)度鑄鋼的顯微組織

圖1中，（a）為實(shí)驗(yàn)鑄鋼的鑄態(tài)顯微組織，鑄態(tài)顯微組織是比較典型的亞共析組織，其中的F含量比較多，P含量就比較少。P主要分布在F基體晶界上。而（b）為在880℃高溫內(nèi)進(jìn)行保溫后的空冷組織，從圖中可以看出，在經(jīng)過(guò)了正火處理后的鑄鋼顯微組織相比于（a）中有了明顯的細(xì)化，F(xiàn)+P組織逐漸轉(zhuǎn)變成了PF+QB+GB組織。在冷卻過(guò)程中，發(fā)生了PF的轉(zhuǎn)變，然而后期的轉(zhuǎn)變產(chǎn)物則細(xì)化成了有效晶體。

圖1 鑄鋼顯微組織

3 低合金高強(qiáng)度鑄鋼的力學(xué)性能

據(jù)已知實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析可知，當(dāng)回火的溫度在580℃以下時(shí)，鑄鋼的強(qiáng)度是上升，在580℃時(shí)為最高，然后回火溫度超過(guò)580℃后，鑄鋼的強(qiáng)度又逐漸下降。硬度和強(qiáng)度的變化趨勢(shì)相一致。

當(dāng)在560℃進(jìn)行回火時(shí)，低溫沖擊功會(huì)達(dá)到最大值，這是由于在這個(gè)溫度時(shí)，鑄鋼表面的碳化物會(huì)消除。實(shí)驗(yàn)鑄鋼的伸長(zhǎng)率和斷面收縮率也會(huì)隨著回火的溫度升高而增大。當(dāng)回火溫度升高的時(shí)候，位錯(cuò)密度會(huì)降低，同時(shí)碳化物也會(huì)逐漸溶解，使得鑄鋼的塑性增加。鑄鋼的力學(xué)性能和合金成分以及熱處理相關(guān)。在880℃正火和580℃回火的處理后，鑄鋼的力學(xué)性能會(huì)不斷地提高，這是因?yàn)樵跓崽幚磉^(guò)程中，試樣會(huì)獲得鐵素體+回火貝式體組織，從而形成貝式體鐵素體，它們的內(nèi)部存在非常細(xì)小的亞結(jié)構(gòu)和高密度的位錯(cuò)，使得鋼體非常的強(qiáng)韌?；鼗疬^(guò)程中的一些化合物會(huì)被析出，分布在鋼體周圍，形成有效的強(qiáng)化作用。鑄鋼的體內(nèi)S、P含量比較低，就會(huì)出現(xiàn)其他的一些雜質(zhì)，導(dǎo)致韌窩小而多，這樣就會(huì)減少它對(duì)韌度的影響。

因此為了使得鑄鋼有良好的力學(xué)性能，一般回火溫度為580℃，這是鑄鋼最好的溫度值，能夠?qū)㈣T鋼的強(qiáng)度和硬度都達(dá)到最大值。

4 實(shí)驗(yàn)鑄鋼和低合金高強(qiáng)度鑄鋼的性能比較

表1為實(shí)驗(yàn)鑄鋼和現(xiàn)有鑄鋼的化學(xué)成分對(duì)比表，表2為實(shí)驗(yàn)鑄鋼和現(xiàn)有鑄鋼的綜合性能對(duì)比表。從表中可以看出，實(shí)驗(yàn)鑄鋼和焊接結(jié)構(gòu)的鑄鋼具有相似的碳當(dāng)量，但是鑄鋼的強(qiáng)度和沖擊韌性明顯要比焊接結(jié)構(gòu)鑄鋼要高。實(shí)驗(yàn)鑄鋼能夠在強(qiáng)度保證的情況下，表現(xiàn)出良好的焊接性和沖擊韌性。

5 結(jié)束語(yǔ)

從實(shí)驗(yàn)鑄鋼的形成過(guò)程來(lái)看，在經(jīng)過(guò)正火+高溫回火后，鑄態(tài)亞共析組織能夠逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)榧?xì)小的組織，提高鑄鋼的綜合性能。在880℃的正火和580℃的回火作用下，鑄鋼的沖擊韌性能夠達(dá)到最佳狀態(tài)。在合金元素的作用下，能夠析出分散的析出相，對(duì)鑄鋼起到一定的強(qiáng)化作用。鑄鋼具有很好的低溫沖擊性能，雜質(zhì)對(duì)鑄鋼的沖擊韌性并沒(méi)有多大的影響。

參考文獻(xiàn)

[1]雷勇.正火及高溫回火對(duì)低合金高強(qiáng)度鑄鋼組織與性能的影響[J].粉末冶金材料科學(xué)與工程，2013（02）：241-249.

[2]胡志軍.熱處理工藝對(duì)低合金耐磨鑄鋼組織和性能的影響[J].鑄造技術(shù)，2012（06）：660-663.endprint