低碳贝氏体高强钢中心偏析对冲击性能的影响

　低碳微合金化、控轧贝氏体钢研制成功后，受到工程界的广泛注意，并逐步得以推广应用，并在此基础上发展了超低碳的控轧贝氏体钢。此类钢是具有高强度、高韧性、焊接性能优良等性能，主要应用于工程机械、煤矿机械、造船和钢结构的领域。国外F.G.Caballello等设计的Fe-0.2C-2Si-3Mn和Fe-0.4C-2Si-4Ni两种成分的高强度贝氏体钢屈服强度可达到1500～1840MPa，但是其断裂韧性稍低，但报导称仍然高于高强度马氏体钢。国内东北大学、清华大学、昆明理工大学等均通过组织和成分设计研制出此类低碳贝氏体高强钢，屈服强度可达到850MPa。此类低碳贝氏体高强钢除要求较高的屈服强度（500MPa以上）外，也要求具有较高的韧性，但是长期以来，低温冲击性能不稳，冲击吸收能量偏低一直是高强钢研究热点问题。以往大多集中在研究钢的显微组织组成、钢中非金属夹杂物以及五害元素等对冲击性能的影响。也有采用电子背散射衍射研究钢的取向和大、小角晶界的影响。此外直接研究热处理工艺如轧制速度、冷却速度等对性能的影响也较多，然而对钢中的中心元素偏析对冲击性能的影响则研究报导得较少。

　　用扫描电子显微镜（SEM）、光学显微镜（OM）对低碳贝氏体高强钢冲击断口形貌和组织进行观察，对比分析发现冲击吸收能量偏低试样存在较粗大的晶粒，同时在钢板的厚度中心有贯穿试样的珠光体偏析带。用电子探针（EPMA）对试样截面偏析带进行元素面分布分析发现主要为碳和锰的元素偏析。表明在偏析带中Mn元素富集，从而阻碍了奥氏体向铁素体的转变，产生C元素偏析，进而形成了珠光体偏析带，容易引起材料内应力集中从而降低对裂纹扩展的阻碍能力，或成为断裂起源点，降低冲击吸收能量，导致钢板脆性断裂。