低碳钢的亚温淬火工艺研究

【摘 要】钢材仍然是目前建筑施工的一个重要使用材料。受到整体环境的影响，钢材市场的竞争日益激烈化，因此，提高炼钢的技术，实现高质量钢材的生产是钢材企业的发展重点。基于此，文章对低碳钢的雅文淬火技术进行了论述，以全面提升钢铁的质量，扭转钢铁行业的整体颓势。

【关键词】亚温淬火；强度；塑性；马氏体；贝氏体；强韧性

1、引言

近年来，我国的钢铁工业很不景气。无论是国有的首都钢铁集团还是私营的小型钢铁企业都在逐年的亏损。虽然这种现象的产生离不开混凝土等其他构建材料的市场冲击，同时也是受到钢铁行业自身的技术制约。钢铁企业作为一个重工企业，一直是国家扶植和发展的重点项目。但是传统的钢铁处理技术通常采用的是热处理。虽然这种处理技术使得钢铁的整体强度大大的提升了，钢铁的韧性逐渐的得到了加强，但是这样的钢铁塑性条件差，在如今追求建筑施工整体外观的大的趋势下，人们对于钢铁的使用也就局限起来。经过科研人员的不断技术研究和论证，目前已经研发了亚温淬火工艺技术，该项技术具有哪些优势，同时又有哪些限制性的因素，未来发展趋势如何，下面将进行系统的介绍。

2、工艺设计

2.1材料及实验方法

为了进一步的研究亚温淬火工艺技术的优势和劣势，本文选取了具体的钢材材料进行系统的试验说明。本实验按照相关的要求，确定选用的钢铁材料是热轧态的20SiMnTi钢。该种钢种是比较常见的，在此，将不对其相关的物理性质和化学性质进行详尽的介绍。

将l4mm钢材机加工成8mm的5倍标准拉伸试样和伸试样和8mm55mm的非标准冲击试样。并对每一项的热处理技术的数据结果进行了准确及时的记录，同时，为了保证试验结果的精准性，科研人员还利用显微组织的数值变换，进行了不同性质的钢铁对比。本文同时测试了208iMnTi钢在热轧态的组织和性能.

2.2显微组织

经过显微组织的数据观察，我们得出了进一步的结论：940℃完全淬火获得的组织基本上是板条马氏体以及少量残余奥氏体。但是在此基础上进行过亚温淬火后，显微组织的成分发生了异常的变化，主要剩余的显微条状铁素体和回火马氏体及少量碳化物。

随着亚温淬火温度的降低，双相组织中的铁素体量增多，而马氏体量则相对减少.其中条状铁素体与条状回火马氏体相互间隔分布。可以推知，由于低温回火基本不改变组织的形态，所以淬火+亚温淬火所获得的组织是铁素体和马氏体条状间隔分布的组织。

2.3试验结论汇总

亚温淬火强韧化效果与两相区温度有关，随着两相区温度的降低，马氏体的体积百分数下降，强度和硬度逐渐下降，塑性逐渐提高.20SiMnTi钢经940℃水淬+780℃亚温淬火+250℃回火以后，得到回火板条马氏体+条状铁素体，强度和塑性配合最好。根据这项实验的结果数据，给钢铁锻造行业提出了一个要求，即在进行钢铁冶炼的过程中，需要控制好两相区的温度，过高的温度或者过低的温度都可能导致钢铁性质的改变，进而影响整批钢材的市场销售，降低企业的经济效益。

3、原始组织影响

3.1材料及实验方法

为了进一步的明确亚温淬火工艺对钢铁材料的原始组织的影响，科研人员又组织了另外一场的试验。本次试验选用的是比较常用的热轧态的20SiMnTi钢，这里受到篇幅的限制，就不对其具体的特性等基本数据进行详尽的分析和介绍。

将l4mm钢材机加工成8mm的5倍标准拉伸试样和伸试样和8mm55mm的非标准冲击试样，拉伸试样按表4工艺进行处理，以制取不同的原始组织。

3.2.1力学性能分析

不同原始组织钢加热到两相区同一温度时，所形成的奥氏体量可以认为基本相同，而其中原始组织为马氏体和贝氏体时经亚温淬火后的性能较为接近，且明显优于原始组织为正火态。这种性能的差异主要是与所形成的马氏体和铁素体的形态、分布等有关。原始组织为马氏体的钢中，基本上是平行的板条状组织，在再次加热过程中，碳化物相条间定向析出，到达两相区以后，有马氏体中碳脱溶后转变成的铁素体继承了板条马氏体的取向，保持了板条特征，形成奥氏体与铁素体相互间隔的平行条状组织，亚温淬火后，马氏体在铁素体条间形成并同向长大，即形成马氏体+铁素体条状组织。这种组织类似“纤维增强复合材料”，即韧性相条状铁素体包围了强化相纤维状马氏体，这种组织形态对钢的强度提高起有益的用。此外，亚温淬火时条状奥氏体转变为马氏体过程中必然影响邻近未转变的条状铁素体，并使其发生硬化。

3.2.2试验结论汇总

通过两个不同性质和不同钢材材料的试验分析和数据对比，我们能够得出一系列的试验结论：

（1）在炼钢的过程中首先运用预淬火（马氏体、贝氏体原始组织钢）技术对钢材进行初始化的处理，然后在冷却一定时间后在进行相应的 亚温淬火，最终进行低温回火，经过这三个步骤的处理和施工，钢材的强度不仅没有受到应先，同时它的原有塑性大大的提高了。这样既满足了钢材的物理属性，同时又能够满足现代建筑对于外观审美的需求，所以，钢铁的使用范围和市场将会得到不断的拓宽。

（2）亚温淬火强韧化效果与两相区加热温度有关，随着两相区加热温度的降低，马氏体的体积百分数下降，强度和硬度逐渐下降，塑性逐渐提高。20SiMnTi钢经940℃水淬+780℃亚温淬火+220℃回火以后，得到回火板条马氏体+条状铁素体，强度和塑性配合最好。

（3）亚温淬火技术处理后，钢材的强度数值存在明显的差异性，经过反复的技术研究和数据对比，基本上确定，这种强度差的存在主要与强化相马氏体的含量含量有关，因此，技术人员可以依据实际的钢铁强度需求，合理的确定强化相马氏的具体含量。此外，这种钢铁的强度数值差，也且取决于韧性相铁素体的形态和分布。

4、亚温淬火工艺使用的注意事项

根据上述的试验论证我们能够肯定亚温淬火工艺的优势地位，但是目前该项技术还不够完善，相关的操作设备也没有完善。所以，为了进一步的推广该项施工技艺，需要广大的钢铁人进行全面的技术理论学习，从整体上把握该项技术的操作流程和操作要点，并严格按照规定的数值进行严密的钢铁冶炼；其次，人们需要正确对待这项技术，虽然该项技术的研发能够弥补钢铁材料韧性不足的劣势，但是，过高的追求钢铁的韧性，肯定会使钢铁本身的强度受到影响，需要在二者之间选择一个平衡点。

结语

综上所述。面对钢铁工业的整体萧条，为了进一步发展起来，需要进行全面的技术调整。低温淬火技术的发展正适应了这种时代的要求。虽然目前的低温淬火技术还不够完善，相信通过钢铁人的不断努力，必将会带动钢铁企业的整体发展，为国家的经济建设作出应有的贡献。

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