讨论40CrNi2Si2MoVA进步钢强度和韧性的措施

随着科技的进步与展开，以改动合金成分进步超高强度钢的强度和韧性曾经很艰难。本文以40CrNi2Si2MoVA钢为例，讨论了经过控制晶粒度尺寸进步钢强度和韧性的措施

40CrNi2Si2MoVA钢的晶粒度明晰水平与回火温度密切相关，且与腐蚀时间、腐蚀液的配比比例以及腐蚀方式有一定的关系。要想使其晶粒度抵达最佳状态，则能够在晶粒度腐蚀之前中止560℃×4h（或3h、2h、1h）弥补回火处置，并运用饱和苦味酸溶液+洗洁精（4：1）中止擦拭，擦拭时间普通为10min。经过对40CrNi2Si2MoVA钢的不同处置制度的实验，寻求出了理想的热处置制度和腐蚀方式，改动钢的组织结构和细化晶粒尺寸，从而进步钢的强度和韧性等综合机械性能。

40CrNi2Si2MoVA

1; 钢材加热后晶粒度对钢材的作用

钢材加热时，其奥氏体实践晶粒尺寸直接影响着冷却后钢材的组织和性能。普通地，若奥氏体晶粒尺寸过大，则冷却后的钢组织就会变得粗大，同时还会使钢的塑性和韧性降低。因而，在热处置时应严厉控制奥氏体晶粒大小，以取得良好的综合性能。

2; 晶粒度对钢材性能影响

细化晶粒已成为强化金属资料的重要伎俩之一。经此类处置后可使钢的断裂韧性大幅度进步。将40CrNi2Si2MoVA 钢的奥氏体晶粒度由5～6级细化到10～12级时，其KIc值可由1.382kPa·m1/2（138.2×10-2N/cm3/2）进步到2.607kPa·m1/2（260.7×10-2N/cm3/2），极大地进步了钢的断裂韧度。40CrNi2Si2MoVA钢高温淬火后的断裂韧度进步到每平方米91.2 MPa 。但是由于晶粒粗大，冲击韧性明显降落。

3; 实验过程

3.1 实验用料; 在Φ700mm的40CrNi2Si2MoVA钢棒冒口端取实验用料，化学成分的质量分数见表1。

3.2 实验措施及过程

3.2.1 冲击韧性实验; 从实验用料中任选32件冲击性韧性试样，并将其中30件分红15组，中止规范热处置。在处置时，试件的处置温度依次从420℃到700℃，每距离20℃，保温4h，中止回火处置，炉冷。

3.2.2 晶粒度腐蚀实验; 待各组均完成冲击实验后，取出一个试件，运用比例为4：1的饱和苦味酸和洗洁精混合液，擦拭10min腐蚀晶粒度，并依据试样的明晰度判别其晶粒的明晰度。

3.2.3 微观断口形貌剖析实验; 在420～500℃、500～600℃、600℃三个回火温度范围内选取两个断口试样，并选出一个未中止重新回火的试样，经过扫描电镜察看冲击韧性试样的微观断口形貌。（见图1）

3.2.4 研讨最佳腐蚀措施实验; 完成晶粒试样规范热处置后，再中止560℃保温4h回火处置，并依次中止浸泡和擦拭等腐蚀实验，选择最佳腐蚀措施和腐蚀时段。

3.3 实验结果

3.3.1 冲击韧性实验结果; 对15组冲击试样。完成规范性热处置后，从420℃到700℃，依照每隔20℃，保温4h炉冷的方式中止冲击韧性测试，测试结果详见表2。表中显现，300M钢的回火温度在500℃以下时，其冲击韧性与温度呈负相关关系，在500-560℃时，其冲击韧性与温度呈负相关关系，在560-600℃范围内时二者重新呈现负相关关系，当回火温度高于600℃时，二者呈正相关关系。

3.3.2 晶粒度腐蚀实验结果; 从15组冲击试样中各选一个，运用饱和苦味酸+洗洁精（4：1）擦拭腐蚀晶粒度，擦拭时间为10min，察看各回火温度下各组典型晶粒样貌，并拍摄腐蚀后的晶粒照片，一组拍摄两张。对比各回火温度试样，肯定其晶粒度明晰水平系数，并对比晶粒度显现效果，详见表3、4。当回火温度低于480℃时，晶粒度最不明晰，温度持续升高，晶粒度越来越明晰，升至560℃时，晶粒度最明晰。尔后，回火温度持续升高，晶粒度明晰水平逐步降落，但总体仍较为明晰。

3.3.3 微观断口形貌研讨结果; 取300℃、440℃、520℃、540℃、560℃、660℃、680℃回火的冲击试样断口，并在扫描电镜下中止察看，其中，300℃、440℃回火试样显微断口形貌是韧窝;520℃、540℃回火试样显微断口形貌为韧窝+准解理;560℃回火试样为准解理+沿晶;660℃、680℃回火试样为沿晶形貌。

3.3.4 最佳腐蚀措施实验结果; 选出560℃时的回火试样，将其浸泡在饱和苦味酸水溶液+少量洗洁精中，时间以5min为宜。取出试样后发现，其晶界变得不明晰。而将其将其放于饱和苦味酸水溶液+洗洁精（比例4：1）中浸泡5min，再擦拭10min后，其晶界变得明晰。

4; 剖析与讨论

4.1 回火温度与冲击韧性的关系; 经过剖析其回火转变特性可知，40CrNi2Si2MoVA钢在500℃、600℃左近回火时，其冲击韧度较低，呈现回火脆性现象。

4.2 晶粒度明晰水平与微观断口形貌的关系; 经过察看不同温度下回火试样得出围观断口形貌可知，在560℃以上回火的试样的晶粒度比较明晰，其微观断口呈现出沿晶状态，而440℃回火的试样的晶粒度不明晰，其微观断口呈现出韧窝形态。实考证明，300M钢的晶粒度明晰水平与微观断口形貌有明显的关系。

4.3 晶粒度明晰水平与回火温度的关系40CrNi2Si2MoVA钢资料纯真度很高，当其回火温度超出540℃时，其晶粒度腐蚀较为明晰。

40CrNi2Si2MoVA

40CrNi2Si2MoVA