金属学报

作者：张天宇, 张鹏, 肖娜, 王小海, 刘国强, 杨志刚, 张弛

单位：1 清华大学 材料学院 北京 100084；2 内蒙古第一机械集团股份有限公司 特种车辆设计制造集成技术全国重点实验室 包头 014030；3 北京汽车研究总院有限公司 北京 101300

关键词：奥氏体化温度,渗碳体,拉伸力学性能,扭转性能,

基金：内蒙古自治区科技计划重大专项项目(2020ZD0027);特种车辆设计制造集成技术全国重点实验室开放课题项目(GZ-2022KF005)

2 GPa级超高强度钢已成为扭力轴的候选材料之一。然而，关于其显微组织与力学性能之间关系的研究相对较少。本工作采用SEM、EBSD、AES、TEM、单轴拉伸和静态扭转等方法研究了奥氏体化温度对扭力轴用2 GPa超高强钢的显微组织、拉伸力学性能和静态扭转性能的影响。结果表明，在奥氏体化过程中，初始组织(珠光体和少量铁素体组成)中片层状合金渗碳体先球化后溶解，其球化机制主要以非连续辅助机制为主，包含少量的边缘迁移机制。随着奥氏体化温度的升高，渗碳体逐渐由(Fe, Cr, V)3C合金渗碳体转变为Fe3C渗碳体，直至渗碳体完全溶解(奥氏体化温度为950 ℃时)，并且VC的析出温度区间与渗碳体未溶解的温度区间相一致。奥氏体化温度为850 ℃时实验用钢获得了较优的拉伸力学性能，屈服强度、抗拉强度、均匀延伸率和总延伸率分别为1580 MPa、2062 MPa、8.4%和12.7%，这源于显微组织中渗碳体和VC提供的析出强化，以及细小的马氏体板条提供的细晶强化。静态扭转实验结果表明，当奥氏体化温度为800和850 ℃时，由于含有更多渗碳体和VC以及细小的马氏体板条，试样表现出更高的剪切模量和扭转屈服强度。随奥氏体化温度升高，剪切塑性变形区增加，断裂主导机制由剪切断裂转变为剪切韧性断裂，从而表现出更高的抗扭强度。

来源：2025年第9期

《金属学报》期刊编辑部

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