wTi/wN和wAl對含B鋼淬透性及力學(xué)性能的影響

隨著經(jīng)濟(jì)和科技水平的提高，厚度在60mm以上鋼板的需求和應(yīng)用在迅速增加，高強(qiáng)度（屈服強(qiáng)度不小于690MPa）、高性能鋼板得到廣泛的研制與生產(chǎn)。高強(qiáng)度鋼板一般采用調(diào)質(zhì)（淬火加高溫回火）熱處理來滿足其高性能要求。在調(diào)質(zhì)高強(qiáng)鋼中，加入合金元素Ｂ可以提高淬透性，其作用機(jī)理是微量Ｂ固溶于高溫奧氏體中，冷卻過程中在奧氏體晶界偏聚，抑制晶界鐵素體形核，從而提高鋼的淬透性。

江蘇省鋼鐵研究院的學(xué)者針對具有不同wTi/wN的低Al-Ti-B系列和高Al-B試驗鋼進(jìn)行末端淬火試驗和調(diào)質(zhì)熱處理試驗，通過淬透性曲線、熱力學(xué)計算、組織和力學(xué)性能的對比分析，研究了wTi/wN和Al含量對含B調(diào)質(zhì)鋼淬透性及力學(xué)性能的影響。結(jié)果表明，低Al-Ti-B系列鋼的wTi/wN大于3.42時，Ti能有效地固N(yùn)保B提高淬透性，但過高的wTi/wN又容易形成粗大的TiN顆粒降低韌性；wTi/wN小于3.42時，Ti固N(yùn)的能力有限，多余的N易與B結(jié)合形成BN降低淬透性；試驗鋼中較合適的wTi/wN為3.93，保證了較高的淬透性和綜合力學(xué)性能。高Al-B鋼中較高的Al含量（0.083%，質(zhì)量分?jǐn)?shù)）起到了固N(yùn)保B的效果，其淬透性最好，能獲得全厚度馬氏體組織，具有高的強(qiáng)韌性。此外，鋼中過高的Ｎ含量易與Ti、B結(jié)合形成對淬透性和韌性不利的粗大TiN和BN顆粒，為確保含B調(diào)質(zhì)鋼的淬透性和強(qiáng)韌性，應(yīng)嚴(yán)格控制鋼中的N含量。