图1.3 奥氏体不同的冷却方法示意图

1-连续冷却  2-等温冷却

正火:正火是将钢加热至Ac3(或Accm)以上的适当温度,保温后,在空气中进行冷却得到珠光体类型组织的热处理工艺。对于亚共析钢来说,正火和完全退火的加热温度接近,但是正火的冷却速度相对较快,转变的温度较低,正火组织中的铁素体含量较少,珠光体组织较细,同时钢的硬度、强度较高。正火可以作为预备热处理,可以为机械加工提供适宜的硬度,又能够消除应力,细化晶粒,消除带状组织和魏氏组织,为最终的热处理提供适宜的组织状态。正货还可以作为最终处理,为某些性能要求不高、受力较小的碳素钢结构零件提供合适的力学性能。正火通常用将钢件从加热炉中取出在空气中中自然冷却的方式冷却,也可采用吹风、喷雾和调节钢件堆放距离等方式来控制钢件的冷却速度[7]。

淬火:淬火是将钢加热至Ac3或者Ac1以上某一温度,保温后使其以以高于临界冷却速度的速度冷却,从而得到马氏体(或者下贝氏体)的一种热处理技术。淬火能够使奥氏体化以后的材料得到尽可能多的马氏体,然后配合不同温度的回火,得到各种所需的性能。

回火:回火是将淬火后的钢在A1以下温度加热,使它的组织转变为稳定的回火组织,然后用适当的冷却方式冷却到室温的热处理工艺。回火可以减少甚至消除淬火应力,确保相应组织的转变,提高钢的韧性和塑,获得强度、硬度、韧性以及塑性的适当匹配,从而满足各种各样用途工件的性能要求。回火按回火温度,分为高温回火(回火温度在500~650℃)、中温回火(回火温度在350~500℃)和低温回火(回火温度在150~250℃)。

1.2  课题研究的来源和目的

本课题是江苏金源锻造有限公司所提出的,该公司应客户需求用Q345D所做的锻件的低温冲击韧性不能达标。江苏金源锻造有限公司和我校合作,希望通过Q345D钢板-20℃时低温冲击功的研究,能够得到提高Q345的低温冲击韧性的工艺方案。

Q345D是一种含有少量金属元素的低合金高强度钢,其应用地方较为广泛,大致上其主要应用在温度较低、环境恶略的地方。本课题以Q345D作为研究对象,分析热处理后的Q345D的力学行能和金相组织,得出提高低温冲击韧性最好的热处理工艺方案。具体内容如下:

(1)通过文献对Q345D的低温冲击韧性进行一定的了解;

(2)对Q345进行热处理;

(3)对样品进行微观组织及性能的检测与分析,研究热处理工艺和冷却速度对          Q345D性能的影响。

2  实验材料、设备及方法

2.1  实验材料

    本题的实验材料为五块25mm厚Q345D钢板,Q345D综合力学性能良好,低温性能亦可,塑性和焊接性良好,用做中低压力容器、油管、车辆、电站、桥梁等承受动载荷的结构。

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