回火温度对低合金双相钢的组织和力学性能的影响

　　双相钢具有屈强比低、加工硬化率高及塑性高的优点，然而直接淬火的双相钢的冲击韧性较低。某种工程结构钢需要双相钢具有良好性能，同时还需要高韧性的配合; 为了利用双相钢固有的力学特性，并克服双相钢低韧性的缺陷，达到这种工程用钢的性能要求，需要对双相钢进行必要的热处理。由铁素体和马氏体组成的双相钢以相变强化为基础，具有低屈强比、高的初始加工硬化速率、良好的强度和延性配合等特点[1]。低屈强比和高加工硬化率是双相钢的重要特性，所以研究双相钢的力学性能具有重要的意义。高品质冷轧双相钢主要是通过两相区奥氏体化和两段式冷却和等温时效处理而得到的[2]。在冷却能力足够的情况下，奥氏体化过程与时效回火对双相钢的显微组织有重要的影响[3-5]。有一结构用钢，它需要高的加工硬化率、低屈强比及高塑性，同时还需要高韧性的配合; 为了利用双相钢固有的力学性能，又要满足工程用钢高韧性的要求，采用的方法是对低合金双相钢实行回火处理。过去对双相钢在低于 400℃时效回火已经做了很多研究，对双相钢的高温回火研究并不多。本工作是在实验室条件下研究从低温到高温回火对双相钢的组织和力学性能的影响，为这种工程用钢的开发提供技术支持。

　　1 试验材料及方法

　　试验钢板选用某钢厂生产的厚4.4mm钢板，钢板成分如表1所示。其临界点温度Ac1为730℃，Ac3为860℃。

　　沿钢板纵向截取60mm(宽)×230mm(长)大小试样。热处理工艺为: 随炉升温到820℃保温30min，出炉后空冷到500℃水冷; 回火采用随炉升温，保温时间30min，回火温度范围为200℃到680℃。试样标准采用 GB/T228.1—2010《金属材料拉伸试验 第1部分: 室温试验方法》，用WE-300型液压拉伸试验机进行拉伸试验，试验数据采用两个拉伸试样的平均值。冲击试样采用沿钢板的横向，大小为2.5mm×10mm×55mm，采用JBN-300B型冲击试验机，最大能量为300J，试验数据采用两个冲击试样的平均值。微观组织采用S-4300扫描电镜(2%硝酸酒精腐蚀)，淬火后的试样用Lepera试剂(1% 的偏重亚硫酸钠水溶液和4%苦味酸酒精溶液按体积比1∶1混合)进行着色腐蚀。试样的显微硬度测量采用FM-300数字显微硬度计，载荷为300g，配备SVDM3硬度软件系统，显微硬度值采用5个试验点的平均值。

　　2 试验结果及分析

　　2.1 淬火后双相钢的组织和性能

　　实验钢板在820℃加热30min后空冷到500℃淬火，钢板经淬火的显微组织如图1所示。淬火后的钢板抗拉强度和屈服强度分别达到840和406MPa，断后伸长率为19%，冲击吸收能量为7.5J。