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

750℃分别亚温淬火的实验中，不但强度和硬明显高于正火态，而且塑性也明显高于正火态。这种性能的差异主要有四点原因：第一从图1(a) 、(b)和图2 (a)、(b)、(c)、(d)、(e)、(f)、(g)、(h)相比较来看，前者组织比较细小，而尤以图 (d)最好。铁素体条均匀分布，主要由于亚温淬火加热时，预淬火所得的板条马氏体碳脱溶变成铁素体，奥氏体在原马氏体板条边界形核长大，α、γ 中的碳含量及其相对量逐渐平衡，但由于铁素体的存在，限制了奥氏体长大，因此采用该工艺获得的组织较直接淬火的组织细小。第二由于马氏体在铁素体条间形成并同向长大，即形成板条马氏体+条状铁素体组织。这种组织类似于“纤维增强复合材料” [4]，即韧性相条状铁素体包围了强化相板条状马氏体，这种组织形态对钢的强度提高起了有益的作用。第三由于存在铁素体，且双相钢中的铁素体组织具有高度自由的可动位错，因而在拉伸过程中，条状铁素体和马氏体可以协同变形，使其在拉伸时有较好的塑性。第四经过正火而淬火之后得到回火板条马氏体+块状铁素体(图1(f))。这种块状铁素体在变形时不能与马氏体协同应变，它的界面往往容易成为裂纹源，再加上块状铁素体的位错密度低于条状铁素体中的位错密度。所以经正火亚温淬火后，它的强度明显低于经预淬火后同一温度亚温淬火的试样。可见，亚温淬火后的强度不仅取决于强化相马氏体的含量，而且取决于韧性相铁素体的形态和分布。

3.3临界区加热温度对20CrMnMo钢冲击性能的影响

为了比较不同原始组织对双相淬火冲击性能的影响和确定较为合适的热处理工艺，按表2热处理规范对20CrMnMo钢试样进行了热处理并测试了其冲击性能指标，其结果见表4所示。

表4 20CrMnMo钢临界区热处理后冲击性能性能指标

Tab.4 The shock strength of 20CrMnMo steel after critical heat treatment

由表.4可见，马氏体原始组织钢经过亚温淬火后再回火的冲击性能较好，而正火态原始组织钢经亚温淬火后的冲击性能较差。这与钢中组织形态有关。具有马氏体原始组织的钢经亚温淬火后，它们的组织是条状马氏体和铁素体，这种形态分布的铁素体可以起到板条马氏体之间的残余奥氏体薄膜的类似作用，即在变形时铁素体能缓解裂纹前端的应力改变裂纹的走向，协调马氏体应变，缓解马氏体的应变能力，从而使淬火钢的韧性升高。如果铁素体呈块状分布，则它们不能与马氏体协同应变，成为裂纹源或裂纹通道，所以这种块状分布铁素体钢的韧性较低。 4. 结论

(1)预淬火+亚温淬火+低温回火可获得较高的强度和一定的塑性，其效果明显优于正火态＋亚温淬火+低温回火，具有明显的强韧化效果。

(2) 亚温淬火强韧化效果与两相区温度有关，随着两相区温度的升高，马氏体的体积百分数上升，强度和硬度逐渐上升，塑性逐渐下降。

(3) 20CrMnMo钢经预淬火+770℃亚温淬火+200℃回火以后，得到回火板条马氏体+条状铁素