近來微合金鍛鋼研發(fā)注重開發(fā)復(fù)相鋼。此類鋼典型碳含量約0.10%,但碳含量可在0.05-0.25%之間變化。為了控制熱變形過程中奧氏體狀態(tài)和冷卻過程中相變特性加入Nb(0.05%),同時(shí)為控制相變加入Mn(1.6-2.0%)和Mo(0.40-0.50%)。
很明顯,這類Mn-Mo-Nb鋼的微觀組織及力學(xué)性能依賴于鋼的成分、工藝制度和冷卻速率。熱加工態(tài)(普通或控制)和空冷態(tài)的物相是典型的有島狀馬氏體的鐵素體、上貝氏體和下貝氏體。普通熱軋(精軋溫度高于1000℃)的條鋼產(chǎn)品用于熱鍛,而控軋(精軋溫度通常低于850℃)的條鋼和棒材用于溫鍛或冷鍛。
在空冷條件下,依據(jù)成分、變形過程、截面尺寸和冷速,Mn-Mo-Nb鋼的屈服強(qiáng)度在425-550MPa間。夏比V型缺口沖擊功大約100J。
微合金鍛鋼直接淬火最近用于商業(yè)應(yīng)用。Microtuff是含碳0.10-0.20%的專利鋼材,并含約0.10%Nb。未溶Nb(C,N)防止鍛造時(shí)奧氏體晶粒長大;固溶態(tài)Nb作為強(qiáng)化劑,且據(jù)報(bào)道可提供20%強(qiáng)度增量。部件鍛后用簡單傳送系統(tǒng)浸入水中直接淬火或水幕加速冷卻。淬火裝備并不復(fù)雜昂貴,例如,在MidlandForge淬火裝備總共花費(fèi)73.8萬美元(離心泵22萬美元和熱交換器26萬美元),僅用16h就可完成安裝。生產(chǎn)部件沒有發(fā)生扭曲,此外,產(chǎn)品效能并沒有因鍛件終鍛后25-30s內(nèi)降500℃而受到影響。
直接淬火產(chǎn)生馬氏體組織并自回火。晶粒細(xì)小的自回火馬氏體鍛件顯示異常高的屈服強(qiáng)度(945-1225MPa),且沖擊轉(zhuǎn)變溫度低于0℃。
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