关键词:
非调质钢
冷变形
时效处理
强度
组织结构
摘要:
非调质钢具有性能优良、节能、制造成本低、生产周期短,并有利于环境保护等突出优点,因此非调质钢被誉为“绿色钢材”。铁素体-珠光体型非调质钢是使用量最大、应用范围最广的非调质钢,但随着紧固件用钢对于强塑性和安全系数需求的日益提高,目前缺乏10.9级紧固件用非调质钢强塑性的系统研究。采用SEM、EBSD、XRD、TEM、硬度和拉伸测试等手段,研究了变形量和时效处理对一种低碳Nb-V系铁素体-珠光体型冷作强化非调质钢(MFT9)组织结构和力学性能的影响。结果表明,相较于热轧态,随着减面率增大,经拉拔后屈服强度升高了245~400 MPa,抗拉强度升高了125~280 MPa,硬度升高了24HV~67HV,屈强比先增大后下降,由0.71增加到0.94后下降到0.91,塑性有所降低。经50%减面率冷变形后,位错密度增加,由5.104×1014cm-2升高到1.140×1016cm-2,而经时效处理后位错密度相较于冷拔态无明显变化。热轧态下晶粒取向主要为<101>、<111>,冷变形后晶粒取向主要转变为<001>、<111>,晶粒择优取向。减面率为50%的试验钢经时效处理后,随着时效温度升高,强度和硬度先增大后减小,屈强比变化不大,塑性得到改善。时效处理能够使碳氮化物和铁素体基体中的碳氮原子发生扩散至位错处,形成柯氏气团,起到钉扎位错的作用,因此能够提高材料的强度和硬度。试验钢满足10.9级紧固件工艺为减面率50%,时效温度为300 ℃,保温时间为2 h。