wTi/wN和wAl对含B钢淬透性及力学性能的影响

随着经济和科技水平的提高，厚度在60mm以上钢板的需求和应用在迅速增加，高强度（屈服强度不小于690MPa）、高性能钢板得到广泛的研制与生产。高强度钢板一般采用调质（淬火加高温回火）热处理来满足其高性能要求。在调质高强钢中，加入合金元素Ｂ可以提高淬透性，其作用机理是微量Ｂ固溶于高温奥氏体中，冷却过程中在奥氏体晶界偏聚，抑制晶界铁素体形核，从而提高钢的淬透性。

江苏省钢铁研究院的学者针对具有不同wTi/wN的低Al-Ti-B系列和高Al-B试验钢进行末端淬火试验和调质热处理试验，通过淬透性曲线、热力学计算、组织和力学性能的对比分析，研究了wTi/wN和Al含量对含B调质钢淬透性及力学性能的影响。结果表明，低Al-Ti-B系列钢的wTi/wN大于3.42时，Ti能有效地固N保B提高淬透性，但过高的wTi/wN又容易形成粗大的TiN颗粒降低韧性；wTi/wN小于3.42时，Ti固N的能力有限，多余的N易与B结合形成BN降低淬透性；试验钢中较合适的wTi/wN为3.93，保证了较高的淬透性和综合力学性能。高Al-B钢中较高的Al含量（0.083%，质量分数）起到了固N保B的效果，其淬透性最好，能获得全厚度马氏体组织，具有高的强韧性。此外，钢中过高的Ｎ含量易与Ti、B结合形成对淬透性和韧性不利的粗大TiN和BN颗粒，为确保含B调质钢的淬透性和强韧性，应严格控制钢中的N含量。