回火溫度對新型盾構刀具用鋼SDH55強韌性及組織的影響

由于地球人口的增長和城市化進程的加劇，人們把越來越多的將目光聚焦在地下空間的開發(fā)與利用，這就極大地促進了隧道及地下工程修建技術的發(fā)展和應用。在隧道及地下工程眾多的修建方法中，盾構法隧道施工技術及其機械化施工、對周圍環(huán)境影響較小等優(yōu)點在世界各國被廣泛應用。當前，我國的盾構刀具產(chǎn)品與技術相對而言比較落后，目前主要依賴進口，其國產(chǎn)化率極低。為此，有科研人員最近開發(fā)了一種新型盾構機刀具用鋼SDH55，解決了當前盾構機刀具由于磨損時效和韌性低而崩刃所導致的壽命低這一問題，對國產(chǎn)盾構機刀具專用鋼產(chǎn)業(yè)發(fā)展具有重要意義。

試驗鋼SDH55為經(jīng)電渣重熔的鍛制圓鋼，其尺寸為Φ200mm×300mm，化學成分如表1所示。

表1 試驗鋼SDH55的化學成分（質(zhì)量分數(shù)，%）

沖擊試樣采用北美壓鑄協(xié)會標準NADCA 207-90加工為7mm×10mm×55mm無缺口光滑試樣，采用3MPa的真空爐對所有試樣進行1030℃保溫30min后油淬，隨后采用S2-5-12型箱式電阻爐在400、500、520、540、560、580、600和620℃回火2次，每次2h。采用TH-300型洛氏硬度計及JB-20型沖擊試驗機測定SDH55鋼的淬火及回火試樣的硬度和室溫沖擊吸收能量；采用Nikon MA-100倒置式金相顯微鏡和Zeiss Supra-40型場發(fā)射高分辨掃描電子顯微鏡對淬火與回火組織進行觀察，所有組織試樣均使用體積分數(shù)為4%的硝酸酒精溶液進行侵蝕處理。試驗結果表明：

（1）SDH55鋼1030℃保溫30min后油淬的硬度為60.5HRC，淬火組織主要為細小的針狀馬氏體和一些彌散分布的未溶碳化物。

（2）SDH55鋼在500℃回火時，出現(xiàn)了二次硬化峰值。

（3）在540～620℃回火時，由于回火軟化使硬度隨溫度升高而不斷降低，但沖擊吸收能量卻呈現(xiàn)先升高后降低的現(xiàn)象，其主要是由二次碳化物形態(tài)從桿狀變成短桿或球狀，最后再變成長條狀分布在晶界所致。