以合金耐磨钢板为研究对象,通过金相、扫描电镜、拉伸和断裂韧性试验等分析测试手段,研究双级时效工艺对合金耐磨钢板组织和性能的影响,以优化合金强度和塑性匹配。
合金耐磨钢板在490～580℃温度范围内固溶再时效后,双级时效基体由形成θ′/θ″相和δ′相为主的组织转变为形成T1相、θ″/θ′和δ′相为主的组织。其强度随固溶处理温度的升高先增大后减小,并利用透射电镜和扫描电镜对合金的微观组织及断口形貌进行观察。随预时效温度升高,析出相的体积分数、尺寸以及临界分切应力增大,当固溶处理温度高于565℃时,合金出现了再结晶现象。通过TEM分析和常规力学性能测试表明，耐磨合金钢板在单级时效时断裂韧性较好,但强度偏低;随时效时间的延长,所造成的应力集中更明显,双级时效可促进强度的提高,对合金进行低温预时效有利于促进溶质原子团簇的形成,但是,合金在490～580℃固溶处理过程中均未出现明显的过烧现象。时效、双级时效基体形成大量细小的θ′/θ″相和δ′相,T1数量少，断裂韧性迅速下降,耐磨合金钢板中的主要强化相为δ′相和T1相，强度峰值出现在540℃。晶界和亚晶界T1数量多,尺寸小,晶界和亚晶界θ′/θ″无析出带宽度窄。但第二级时效温度过高时(175℃),经过(135℃,36 h)+(150℃,18 h)时效,可得到较好的强韧性匹配,合金固溶处理后进行预拉伸变形可以有效提高合金的强度。其σb、σ0.2和KIC分别为547 MPa、489 MPa和28.9 MPa.m1/2。
综合考虑合金耐磨钢板的强韧匹配,δ′相易共面滑移而引起应力集中,以T1相为主的组织,且数量多, 对合金强度有显著提高。
