金属学报

作者：吕超然, 徐乐, 史超, 刘进德, 蒋伟斌, 王毛球

单位：1 钢铁研究总院特殊钢研究所 北京 100081；2 内蒙古北方重工业集团有限公司 包头 014033；3 宁夏天地奔牛实业集团有限公司 石嘴山 753001；4 建龙北满特殊钢有限责任公司 齐齐哈尔 161041

关键词：42CrMo钢,淬透性,3DAP,力学性能,相分析,

基金：国家重点研发计划项目(2016YFB0300104)

在42CrMo钢基础成分中配合添加Al-Ti和Al-B元素，通过末端淬火实验和截面硬度实验对比分析3种42CrMo钢淬透性的差异，并通过OM、SEM等手段观察晶粒形貌以及不同部位淬火后显微组织，利用三维原子探针(3DAP)分析元素分布，通过常规力学性能实验检测其常温拉伸和低温冲击性能。结果表明，Al-Ti、Al-B的添加均使42CrMo钢淬透性提高，Al-B钢增加淬透性作用更大，淬火后距淬火端25 mm处的硬度增加6 HRC，直径42、48和56 mm截面的心部硬度分别增加7、10和14 HRC，并且使钢的抗拉强度Rm≥1200 MPa，-40 ℃下冲击吸收功KV2≥27 J，力学性能满足低温环境下螺栓用钢的使用要求。通过化学相分析实验和TTT曲线测定，表明Al-Ti配合添加，Ti发挥固氮作用形成TiN，使Al固溶于铁素体中，抑制贝氏体产生；Al-B配合添加，一部分Al发挥固氮作用，另外一部分Al与B共同固溶于钢中，抑制珠光体和铁素体的转变，增加实验用钢在较低的冷速下获得马氏体的能力，提高钢的淬透性。通过3DAP实验分析钢中各元素的分布情况，其中Al元素在钢中弥散分布，抑制C的扩散，从而抑制贝氏体的形成，提高钢的淬透性。实验结果表明，Al在钢中添加既可作为固N元素促进B的固溶，也可由其自身固溶于钢中，提高材料的淬透性。

来源：2020年第10期

《金属学报》期刊编辑部

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