等温球化退火温度对高碳钢组织的影响

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高碳钢具有高的强度、硬度、弹性极限和疲劳极限，广泛用做工模具钢、轴承钢等钢种，在国防、车辆和机械等领域发挥着重要的作用。随着高碳钢的应用环境越来越复杂，在某些使用环境中会承受强…

高碳钢具有高的强度、硬度、弹性极限和疲劳极限，广泛用做工模具钢、轴承钢等钢种，在国防、车辆和机械等领域发挥着重要的作用。随着高碳钢的应用环境越来越复杂，在某些使用环境中会承受强烈的振动和冲击，既要求满足高硬度以提高耐磨性，也要求具有一定的塑韧性。高碳钢组织中碳化物的数量、尺寸和形貌对塑韧性有十分重要的影响，细小碳化物在组织中的均匀分布可以提升高碳钢零件的使用寿命，并使其具有良好的综合性能。本工作对高碳钢进行等温球化退火处理，通过改变等温温度获得不同的退火组织，然后完成相同的淬回火处理，研究不同等温温度对球化退火组织和淬回火后组织的影响，为改进高碳钢的球化退火工艺和提升高碳钢的使用性能提供依据。

试验选用的材料是高碳钢锻件，其名义化学成分如表1所示。试验钢经冶炼、锻造、短时退火、扒皮除去表面缺陷后得到Φ115mm×1000mm棒材，沿钢棒轴向截取Φ115mm×20mm的圆片，进行不同等温温度的球化处理实验。具体球化退火工艺：试验钢600℃到温装炉，以80℃/h升温到770℃保温6h后以30℃/h降温到（680、700、720℃）保温4h，最后以30℃/h降温到600℃出炉空冷。经过球化退火后的试样进行830℃×1h油冷+600℃×2h空冷的相同淬回火处理。用线切割在相同位置取样，用2%的硝酸酒精适度腐蚀。利用HTACHI S-4300场发射扫描电镜观察组织形貌，对不同等温温度的试样在观察区域中都随机选取30个5000倍视场采集照片。采用Image Pro Plus软件统计碳化物并进行定量分析。

表1 试验钢的名义化学成分（质量分数，%）