碳含量對熱成形用鋼組織和性能的影響初探
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- 本文在借鑒典型熱成形用鋼的成分組成前提下，按照增加碳含量來增強熱成形用鋼性能的思路，設計了四種不同強度等級的熱成形用鋼的新鋼種，并且按照設計的成分在馬鋼技術中心冶煉出四種實驗鋼。測定了四種實驗鋼的原始組織和性能、研究了實驗鋼過冷奧氏體連續冷卻轉變規律和不同熱處理工藝后的力學性能，并分析了碳含量對熱成形用鋼組織和性能的影響。對碳含量高的實驗鋼，利用復合組織來保證強度的同時提高塑性。最后將實驗鋼的力學性能與典型熱成形用鋼22MnB5進行對比，復合組織的力學性能基本達到了熱成形用鋼的力學性能要求。
首先，根據典型熱成形用鋼的成分組成，設計開發碳含量分別為0.16、0.18、0.27和0.35的四種不同強度等級的熱成形用鋼的新鋼種，并在馬鋼技術中心冶煉，鑄造后鍛造成實驗鋼的坯料。
其次，測定了四種實驗鋼的原始組織和性能，分析了碳含量對驗鋼原始組織的影響，隨著碳含量的增加，實驗鋼中原始組織中珠光體的含量增加，同時顯微硬度增大。采用膨脹法和熱分析法測定了四種實驗鋼的過冷奧氏體連續冷卻轉變曲線(CCT曲線)，分析了碳含量對實驗鋼過冷奧氏體轉變規律的影響：碳含量的增加使得熱沖壓成形用鋼的CCT曲線向右移動，提高了熱成形用鋼的淬透性確定臨界冷卻速度。
最后，測定了1#和2#實驗鋼全馬氏體組織的力學性能。對于碳含量較高的3#和4#鋼，通過控制冷卻速度得到了不同的復合組織。3#鋼中將3#試樣在80°C水中淬火，得到9%+91%M的組織，經拉伸后得到力學性能：屈服強度為1221MPa，抗拉強度為1444MPa，延伸率為5.2%。將4#實驗鋼的拉伸試樣在淬火油中淬火，得到1%F+ 5%B+ 94%M的組織，拉伸后得到力學性能：屈服強度為1230MPa，抗拉強度為1544MPa，延伸率為5.1%。與典型熱成形用鋼22MnB5的力學性能進行比較，由于1#和2#實驗鋼的碳含量比22MnB5的小，在全馬氏體的組織下力學性能不達標；3#和4#實驗鋼復合組織的力學性能基本達到熱成形用鋼的力學性能要求。
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