Page 21 - 理化检验-物理分册2022年第三期

俄 馨, 等: 热处理工艺对 16Mn钢锻件显微组织和力学性能的影响

图 3 在 920 ℃ 正火 + 不同冷却方式条件下 16Mn钢锻件的冲击断口形貌

错, 强度较 高, 且 基 体 中 分 布 有 细 小、 弥 散 的 碳 化 的变化不明显, -20 ℃ 冲 击 吸 收 功 均 高 于 标 准 值

物 [ 4-5 ] 。因此, 采用水冷得到的 16Mn钢锻件的综合 ( 不小于 41J )。

力学性能最优。 ( 2 )在 920 ℃ 正 火 条 件 下, 弥 散 强 化、 固 溶 强
当正火温度较低时, 微量元素的固溶和弥散进 化、 细晶强化达到最优的平衡状态, 得到的 16Mn 钢
行得不充分, 晶粒细化对于强度和硬度起主要作用。 锻件的综合力学性能最优。

当正火温度较高时, 晶界弱化, 晶粒和弥散的碳化物 ( 3 )在相同正火温度下, 采取水冷方式进行冷
均有长大倾向, 此时细晶强化和弥散强化的作用不 却后, 16Mn钢锻件的综合力学性能优于其他两种
明显, 主要是固溶强化对强度和 硬度起主要作用。 冷却方式( 喷淋、 空冷) 获得的锻件综合力学性能, 其

在 920 ℃ 正火时, 弥散强化、 固溶强化、 细晶强化达 组织为贝氏体 + 少量铁素体。
到最优的平衡状态, 16Mn 钢锻件在该温度下进行
参考文献:
正火处理后得到的综合力学性能最优。
16Mn钢锻件在 920 ℃ 正火 + 喷淋或空冷条件 [ 1 ] 姚海云, 胡艳华, 王丽霞 . 热处理工艺对 16Mn 钢晶粒

下得到的组织中均有魏氏组织( 铁素体型), 故其冲 形貌的影响[ J ] . 金属热处理, 2014 , 39 ( 10 ): 25-27.

击吸收功低于920℃ 正火 + 水冷条件下的冲击吸收 [ 2 ] 史伟, 赵江涛, 孙彦百, 等 . 钛微合金化对 Q345D 钢冲

功, 但其冲击吸收功仍高于 NB / T47008-2017 标 击韧性影响的探讨[ J ] . 热处理技 术 与 装 备, 2014 , 35
( 3 ): 31-34.
准对 16Mn钢锻件的技术要求, 这是因为针片状魏
[ 3 ] 蒙骞, 史伟, 俄馨, 等 . 回 火 温 度 对 12Cr2Mo1 钢 锻 件
氏组织内存在精细结构, 即小块状亚晶粒, 比等轴状
力学性能的影响[ J ] . 机械研究与应用, 2020 , 33 ( 3 ):
铁素体具有较高的位错密度 [ 6 ] 。根据位错塞 积 理
235-237.
论, 在位错运动受阻时, 会产生塞积, 形成应力集中, [ 4 ] 聂燚, 董文龙, 赵运堂, 等 . 高强度低碳贝氏体钢工艺
当应力集中程度大于材料的强度极限时会 形成裂 和组织对性能的影响[ J ] . 北京科技 大 学 学 报, 2006 ,
纹 [ 7 ] 。铁素体内部的亚晶粒导致其晶界明显增多, 28 ( 8 ): 733-738.
假设被阻塞的位错数一定, 则铁素体界面的位错较 [ 5 ] 赵宇, 申峰, 刘云 旭, 等 . 热 处 理 工 艺 对 16Mn 钢 组 织
少, 这可 能 是 在 920 ℃ 正 火 + 喷 淋 或 空 冷 条 件 下 与抗震性能的影响[ J ] . 金属热处理, 2006 , 31 ( 7 ): 74-

16Mn钢锻件冲击性能较好的原因。 76.
[ 6 ] 洪福东, 冯路路, 乔文玮, 等 . 热处理工艺 对 16Mn 钢
4 结论 组织和性能 的 影 响 [ J ] . 金 属 热 处 理, 2019 , 44 ( 12 ):

157-160.

( 1 )在相同正火温度下, 随着正火冷却速率的
[ 7 ] 尚成嘉, 杨善武, 王学敏, 等 . 低碳贝氏体钢的 组 织 类
提高, 16Mn钢锻件的抗拉强度、 屈服强度和硬度均
型及其对性能的影响[ J ] . 钢铁, 2005 , 40 ( 4 ): 57-61.
呈现上升趋势, 断后伸长率呈下降趋势, 断面收缩率

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