许峰云,白秉哲,方鸿生

• 1:清华大学材料科学与工程系先进材料教育部重点实验室

摘要(Abstract)：

研究了第二代Mn系空冷贝氏体钢合金体系,即低碳Mn系水淬贝氏体钢,为高强结构钢调质钢开辟了一条新途径,给出了试验钢在水淬工艺下的组织和力学性能。结果表明:随着冷却速度的加快,试验钢中将依次出现粒状贝氏体/仿晶界铁素体,粒状贝氏体,粒状贝氏体/马氏体组织,马氏体组织;与传统淬火钢27SiMn相比,试验钢具有突出优良的淬透性,韧性,切削性能,可以水冷,不需要油冷;直径300mm的圆柱淬火后可得到粒状贝氏体组织,试验钢经中低温回火后,屈服强度大幅上升,抗拉强度变化不大;在300℃回火后具有最高的屈服强度,1/2半径处,σb～900MPa,σ0.2～630MPa,AKU(-20℃)～60J,屈强比约为0.7;试验钢经高温回火后,将析出粒状碳化物,冲击韧度大幅上升,AKU5～65J。

关键词(KeyWords)： Mn系贝氏体钢;Mn-Si钢;水冷;淬透性;粒状碳化物

Abstract:

Keywords:

基金项目(Foundation):

作者(Author): 许峰云,白秉哲,方鸿生

DOI: 10.13289/j.issn.1009-6264.2010.09.018

参考文献(References)：

• [1]方鸿生.新型热轧贝氏体钢—低碳锰硼系工程用钢12Mn-B及16Mn-B[J].金属材料研究,1976,4(12):913-923.Fang H S.Novel hot rolling bainitic steel—low carbon Mn-B series engineering steels12Mn-B and16Mn-B[J].Metallic Materials Research,1976,4(12):913-923.
• [2]杨柳,方鸿生,孟至和.Fe-C-Mn-B合金奥氏体等温分解动力学及Mn的再分配[J].金属学报A,1992,28:16-20.Yang L,Fang H S,Meng Z H.Kinetics of austenite isothermal decomposition and Mn partition in Fe-C-Mn-B alloys[J].Acta Metall Sin A,1992,28:16-20.
• [3]方鸿生,郑燕康,周欣.中碳贝氏体/马氏体复相组织强韧性研究[J].金属热处理学报,1986,7(1):10-18.Fang H S,Zheng Y K,Zhou X.The strength and toughness of air cooling microstructure of midium carbon bainite/martensite dual phase[J].Trans Met Heat Treat,1986,7(1):10-18.
• [4]杨志刚,方鸿生,王家军,等.新型锰硼系低碳贝氏体非调质连杆和货叉的研制[J].机械工程材料,1993,17(6):18-20.Yang Z G,Fang H S,Wang J J,et al.Study on the novel low carbon Mn-B bainitic steel auto connecting rod and freight fork[J].Mater Mech Eng,1993,17(6):18-20.
• [5]方鸿生,刘东雨,常开地,等.1500MPa级经济型贝氏体/马氏体复相组织钢的组织与性能[J].钢铁研究学报,2001,13(3):31-36.Fang H S,Liu D Y,Chang K D,et al.Microstructure and properties of1500MPa economical bainite/martensite duplex phase[J].J Iron Steel Res,2001,13(3):31-36.
• [6]黄维刚,方鸿生,郑燕康.Si对Mn-B系贝氏体钢组织和力学性能的影响[J].金属热处理学报,1997,18(1):8-13.Huang W G,Fang H S,Zheng Y K.Effect of Silicon on the Microstructure and properties in Mn-B series air-cooled bainitic steel[J].Trans Met Heat Treat,1997,18(1):8-13.
• [7]徐平光,方鸿生,白秉哲,杨志刚.仿晶界型铁素体/粒状贝氏体复相组织的韧性[J].金属学报,2002,38:255-260.Xu P G,Fang H S,Bai B Z,Yang Z G.Toughness of grain boundary allotriomophic ferrite/granular bainite duplex microstructure[J].Acta Metall Sin,2002,38:255-260.
• [8]姜忠良,陈秀云,陈晓东,等.截齿用新型高硅低碳空冷贝氏体钢的组织和力学性能[J].清华大学学报:自然科学版,2001,41(10):23-26.Jiang Z L,Chen X Y,Chen X D,et al.Microstructure and mechanical properties of low carbon air-cooling bainitic steels with high Si used for pickers[J].J Tsinghua Univ:Sci&Tech,2001,41(10):23-26.
• [9]Pickering F P.Physical Metallurgy and the Design of Steels[M].London:Applied Science Publishers Ltd.1980:36-38.
• [10]谭真,郭文广.工程合金热物性[M].北京:冶金工业出版社,1994:76-77.
• [11]袁俭,张伟民,刘占仓,等.不同冷却方式下换热系数的测量与计算[J].材料热处理学报,2005,26(4):115-120.Yuan Jian,Zhang Weimin,Liu Zhancang.Measurement and calculation of heat transfer coefficient under different cooling conditions[J].Trans Material Heat Treant,2005,26(4):115-120.
• [12]刘庄,吴肇基,吴景之,等.热处理过程的数值模拟[M].北京:科学出版社,1996:11-24.
• [13]王凤香,简方,冯岩.27SiMn钢CCT曲线的测定[J].包钢科技,2007,33(2):26-29.Wang F X,Jian F,Feng Y.Determination of CCT Curves of27SiMn[J].Sci Tech Bao Steel,2007,33(2):26-29.
• [14]韩德伟.金属硬度检测技术手册[M].长沙:中南大学出版社,2003:346-353.
• [15]中华人民共和国铁道部.TB/T3093-2004铁路机车用合金钢车轴轴坯订货技术条件[S].2004-11-01.
• [16]British Standards Institution.BS EN13261:2003Railway applications—Wheelsets and bogies—Axes—Product requirements[S].2003.

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