本文对20CrMnMo进行了不同原始组织处理,分别对试样进行亚温淬火处理,再研究其微观组织和机械性能。研究结果表明：20CrMnMo钢经过预淬火+770℃亚温淬火+200℃低温回火后的组织(板条马氏体+条状铁素体)形态和分布较为均匀,并且具有良好的强度和塑性配合,其抗拉强度为σb=1

表2热处理规范

Tab.2-2 The Principle of test Sample by heat treatment

热处理工艺

编号

01

02

03

04

05

06

07

08 原始组织 淬火加热 淬火介质 回火工艺 珠光体 + 铁素体 马氏体 750℃×16m in770℃×16min 790℃×16min 820℃×16min 750℃×16min 770℃×16min 790℃×16min 820℃×16min 油 200℃×150min 200℃×150min 200℃×150min 200℃×150min 200℃×150min 200℃×150min 200℃×150min 200℃×150min 油

将回火的试样在WE-30型液压万能试验机上进行拉伸试验。并测定其抗拉强度，延伸率和断面收缩率则由拉断的试样对接后测得。在HR-150T型洛氏硬度计上测定双相钢的洛氏硬度。

将经过上述处理后的试样分别进行磨制，抛光制成金相试样，将金相试样在XJL-02型立式金相显微镜上观察金相组织，并照相。

3. 实验结果及分析

3.1 显微组织分析

实验采用热轧态20CrMnMo钢，经过正火和预淬火处理，其原始组织如图1所示。

a b

图1 20CrMMo钢原始组织400×(腐蚀液3-4%的硝酸酒精溶液)（a 淬火态 b正火态）

Fig1 The microstructures of hot rolled 20CrMnMo steel

a b

本文对20CrMnMo进行了不同原始组织处理,分别对试样进行亚温淬火处理,再研究其微观组织和机械性能。研究结果表明：20CrMnMo钢经过预淬火+770℃亚温淬火+200℃低温回火后的组织(板条马氏体+条状铁素体)形态和分布较为均匀,并且具有良好的强度和塑性配合,其抗拉强度为σb=1

c d e

f g h

图2 20CrMnMo钢不同温度加热淬火组织400×(腐蚀液3-4%的硝酸酒精溶液)

a 、b 730℃ , c、 f 750℃ , d、 g 770℃ , e 、 h 800℃

a、c 、d 、e淬火态 b 、f 、g 、h正火态

Fig. 2 The microstructures of 20CrMnMo steel by different quenching temperature

20CrMnMo钢经不同的预处理在不同温度下加热淬火后的双相组织特征如图2所示。由图2分析可知：预淬火+亚温淬火的组织明显比正火＋亚温淬火的组织细小，这与他们的原始组织形态有关。正火态20CrMn Mo钢在临界区低温(730℃)短时间(16min)加热保温条件下，淬火后的双相组织明显继承了原始组织的形态，这和加热时奥氏体的形成过程具有直接关系。因为这一阶段奥氏体长大主要由碳在奥氏体中的扩散控制，扩散路径是沿着珠光体和奥氏体的交界面，扩散距离大约等于珠光体的片间距(0.2um)由于扩散距离非常短，这一阶段奥氏体长大速率较快。所以在临界区低温短时间加热条件下，由于奥氏体化过程不充分，奥氏体中由珠光体转变而来的奥氏体占绝大部分，所以奥氏体承袭了珠光体的分布状态，淬火后马氏体呈块分布。由于温度的升高，奥氏体化过程越来越充分。由图2（f）（g）（h）可见，铁素体含量越来越少并且被逐渐的细化。由图2(a ) 、 (c)、(d) 、(e)可以看出当采用预淬火+亚温淬火时获得条状马氏体加条状铁素体双相组织，其形成过程有俩个阶段：第一在加热到亚温区的过程中，经预处理得到的板条马氏体和残余奥氏体经历了一个快速的回火过程，在这个过程中，碳向原板条马氏体边界聚集，并以碳化物的形式形核、长大，此时碳化物呈短棒状，。第二当温度进入亚温区，碳化物首先开始溶解，使得碳化物周围产生富碳区，并在碳化物曲率最大处达到最大[3]，这些富碳区正好为刚进入亚温区、含碳量较高的奥氏体的形核、长大提供了必要而有利的条件。再有板条马氏体板条边界不仅缺陷较多、应力大，而且富碳、所以奥氏体沿原板条马氏体板条边界长大比其他任何方向长大要快得多，促使新生的奥氏体在原板条马氏体的板条边界形核。同时，在形成奥氏体的过程中，原板条马氏体由于碳的脱溶成为铁素体，这些铁素体的存在阻碍和限制了奥氏体在垂直于板条边界方