低合金铬钼钢回火脆化研究

摘要

本文以低合金铬钼钢为研究对象，利用金相显微镜、冲击试验机、淬火式热膨胀仪、SEM、ThermoCalc软件、TEM、XRD等手段，对该材料的热处理工艺及其回火脆性进行了研究。
　　首先利用淬火式热膨胀仪绘制出低合金铬钼钢的CCT曲线，并用热处理炉研究了不同正火冷速对低合金铬钼钢试样金相组织和力学性能的影响，研究结果表明：随着冷却速度的加快，贝氏体含量逐渐地增多，当冷却速度为空冷时，材料中组织基本上全为贝氏体组织，但基体组织构成及铁素体/贝氏体两相组织比例对冲击韧性影响不大。
　　接着利用热处理炉研究不同回火温度对组织和性能的影响，并且运用SEM、Thermocalc软件、TEM、XRD碳化物进行了分析，研究结果表明：经过560和600℃回火后，连续分布于贝氏体铁素体基体上微观组织中的碳化物主要是条状、块状的形貌，在冲击条件下，基体铁素体发生塑性变形，位错源在切应力作用下开动，位错运动至条状或大块状碳化物处，由于碳化物具有较高的硬度，是脆性相，不容易产生位错，因此在两相的界面上发生塞积，导致了应力集中，从而容易使片状的碳化物产生脆断或着是形成了微裂纹，裂纹的扩展方向主要是两侧或者是前方，相连的碳化物，会导致微裂纹产生后沿着连续的碳化物扩展，产生较大裂纹，这也是冲击韧性比较低的原因；通过观察显微组织可以得出，在640℃至710℃的范围内进行回火后，微观组织中发生了以下变化，片状或块状的连续不均匀相的碳化物变为均匀且微小的弥散相，从而使得应力集中也降低，在整个冲击的过程中，微裂纹的启裂功也就升高，因此，碳化物的微观组织的形貌转的转变，是冲击韧性改善的主要原因。
　　应用实验室研究结果，分析了实际生产中的核电汽轮机外缸G18CrMo2-6的冲击韧性偏低的现象，并对生产热处理的工艺进行了改进，将铸件在正火温度950±10℃下保持10小时，回火温度从660℃提高至680℃，并保温10小时，获得了G18CrMo2-6低合金钢综合性能良好的铸件，编写了一套G18CrMo2-6的热处理作业指导书。