热处理工艺对钢冲击性能的影响

 

在Ac1～Ac3之间淬火的热处理工艺称为亚温淬火，亚温淬火能提高材料的冲击性能，对于需要高韧性的工况环境，这是一种比较优良的淬火工艺，由于亚温淬火的加热温度低，缩短了加热时间，提高了生产效率，因此应用较为广泛，高端液压支架所用的油缸材料钢，采用亚温淬火工艺，得到最佳的硬度与韧性配合。

 

试验材料采用外购的热轧无缝钢管，用光谱分析仪对试样进行分析，钢的化学成分（质量分数，%）为0.31C、0.99Mn、1.02Cr、1.03Si、0.028S、0.032P，余量Fe。用DK7740电火花线切割机床把材料切割成15mm×15mm×15mm的立方体试样，用HRC-150A型硬度计测量硬度，测量3次取平均值；按照GB/T229-2007《金属材料夏比摆锤冲击试验方法》的规定，把材料加工成10mm×10mm×55mm的U型缺口冲击试样，用JB-300型摆锤冲击试验机测量冲击吸收能量；用金相显微镜观察显微组织；用透射电镜观察组织形貌。

为了研究30钢不同淬火工艺的硬度和冲击性能，选取两种热处理工艺进行研究。第①种工艺是常规淬火工艺，淬火温度为910℃，回火温度按照230、330、430、530、630℃选取。第②种工艺为910℃淬火+630℃回火+810℃亚温淬火，在810℃亚温淬火后，回火温度按照230、330、430、530、630℃选取。研究结果表明：

（1）钢在910℃常规淬火后，显微组织是马氏体+残留奥氏体，在910℃淬火+630℃回火+810℃亚温淬火后，显微组织是细小的板条马氏体+铁素体+残留奥氏体。

    （2）在230～630℃范围内，随回火温度的升高，常规淬火和亚温淬火的硬度均逐渐下降，在630℃回火时，常规淬火和亚温均具有硬度最小值24和22HRC。

    （3）在230～630℃范围内，随着回火温度的升高，常规淬火的冲击吸收能量曲线呈现“W”形状；而亚温淬火的冲击吸收能量则随着回火温度的升高而单调增加，在630℃回火时，具有最高的冲击吸收能量119J，得到最佳的硬度和韧性配合。