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1、遴堕苎塑堂皇堕! 墨建璺塑塑! 塑主 A e r M e t l 0 0 二次硬化过程组织和性能的研究 汪向荣闰牧夫 ( 哈尔滨工业大学材料科学与工程学院1 5 0 0 0 1 ) 摘薹：丰文研究7 超高强度捐A e r M e t l C O 羟复台形变处理后的试样，二斑硬化体温时问对显槭组织和 力学性能的影响。T E M 站果表明，蛀高温固溶董合形变处理使供货态组织中未培的蕞化抽空郜日溶晶粗 细化；随着二班硬化保温时间的延长，析出相形态发生7 根本改变。力学性能洲量蛄采表明，6 0 r a i n 时抗扛 强度和塑性指标满足标准要末，3 b 为1 9 6 5 M P a ，d 为1 9 。
2、 美鲁词：A e r M e l l 0 0 铜二次硬化昱掇组织力学性能 随着航空事业的发展，对作为结构材料的超高强度钢使用性能提出了更高的要求不仅要求材料具有超 高强度，而且要求同时具有良好的断裂韧性和疲劳性能。A e r M e t l 0 0 钢就是根据形势发展的需要，由美国 c 帅e n 衙技术公司研究和发展中心的S c h m i d t 和H e n o p h i l l 等人在二次硬化超高强度铜A g l 4 1 l l 基础上研究 出V J - - * 噜l 新型超高强度钢 “”。在韧性损失较小的条件下，A e r M e t l O O 钢比A F l 4 1 l l 具有
3、更高的强度”4 但是，到目前为止对A e r M e t l 0 0 锕二次硬化过程的组织和性能的研究不多。于是，本文研究了不同条件下 回火的A e r M e t l 0 0 钢显徽组织和性能 1 试验材料和方法 采用工业双真空熔炼国产的A e r M e t I C O 钢。其化学成分如表1 所示。 寝1 试验用钢的化学成分( w l ， 试验用铜首先经于11 0 0 。C 连续热轧成F 1 4 m m 棒材，试样加工成F 1 4 m m 1 2 m 形状然后于B 8 5 固溶 保温9 0 m i n 空玲至室温，并在4 8 0 t 回火保温不同时间。 按标准方法进行拉伸和硬度性能测量然后
4、用线 切割方法将试样切成02 一I I3 m m 厚的薄片，经金相 砂纸研磨后，在电解双喷仪上制备透射电镜薄膜试样。 利用P h i l i p sC M 一1 2 T E M 受透射电镜进行组织观察。 2 试验结果 2l 二次硬化前组织观察 在P h i l i pC M l 2 型T E M 显微镜下观察高温固藩复 台形变前后的组织，其结果如图1 所示。由图1 ( a ) 可 看出，供货态组织主要是由明暗相问的板条马氏体及 其板条间分布着少量的碳化物组威。而供货态经二次 轧制形变处理后组织中未溶碳化物全部回溶马氏体 霎豳隧 圈l 高温团藩复台形变前后组织察 a ) 供贷卷：b ) 形变后组
5、织 F i gl m h H a I I h - f * ea n da l k rh i # 忙m p ”h l mc 硼p I “d d o r m a t i o n D ) i n e o m l n g b ) a l t e r f o l I 。1 1 垒苎堕! ! 堡塑壁垫主堡查全堡苎墨 板条短晶粒细化为最终热处理提供了组织准备。 22 二次硬化过程组织 A e r M e t l 0 0 钢于不同温度保温6 0 r a i n 回火后，对其试样进行瑗磨和双喷电解减薄。用C M 一1 2 型透射电 子显微镜观察回火组织和析出相形貌。A e r M e t l 0 0 钢经8 8
6、 5 t 9 0 m l n 淬火试样，4 8 0 回火保温3 0 r a i n 和 1 8 0 m i n 后对应的T E M 照片、衍射斑点及其标定结果示于图2 和臣3 。 田23 0 m l n = 趺硬化组织的T g M 照片与衍射斑点标定结果 n ) 明橱像；h ) 衍射斑点：c ) 衍射斑点标定结果 F i $ 2T E Mp h o “ 山o f m np l o d u “a t 如m n “曲m d o f d l m 6 5 酣 由图2 和圈3 可见试验用铜在相同淬火条件不同回火工艺下，所获得的组织主要由板条马氏体及其内 部沉淀出不同形态的析出相构成。 田31 8 0 n
7、 d n = 戎硬化组织的T K M 照片与衍射斑点标定结果 8 ) 明场像；b ) 衔射砸点；c ) 衍射斑点标定结* F i g3 T E Mp h o t o 口t 曲so f p r o d u c e ds t l 8 0 m l n 州柚l h r “o n d d m _ c “n 日州 由图2 a 可见回火保温3 0 r a i n 后的组织由板条马氏捧 及其内部沉淀出的细小、弥散分布的粒状析出相构成，该析 出相经标定后为正交结构的F e 2 一x c x ( 圈2 b c ) ；回火时 间延长至1 8 0 r a i n ，上述细小粒状析出相似乎发生了长大但 经衍射斑点标定，
8、该析出相为不同取向的密排六方和正交 结构的M 2 C ( 见图3 b c ) 此时，3 0 r a i n 回火形成的F e 2 一 x C x 相已不复存在，表明，随时问延长F e 2 一x c x 相回溶，并 析出M 2 C 型碳化物。 上述结果表明，淬火A e r M e t l 0 0 钢于不同韫度或一定温 度下不同时问阿火，马氏体板条内析出碳化物的结构发生 了根本改变。 图4A e 眦t 1 0 0 钢f 4 8 0 保沮 同时同的硬度曲线 F i g4H “w i t hd j m 【t e m p e r i n g “ m4 8 0 f o r m 耐A e r M e t 0
9、 0 飞 氢堕垫塑堑垒堕壅墨塞垦型塑里堕主 2 3 力学性能 A e r M e t l 0 0 钢于8 8 5 固溶保温6 0 m i n 后，经4 8 0 二次硬化保温不同时间后，硬度( H R C ) 与保温时间 的关系曲线如图4 所示。 由图4 可以看出，随着保温时间的延长其硬度先升高后降低，在3 0 m i n 一4 5 r a i n 之间达到H R C 5 5 5 左右 的峰值。 对A e r m e t l 0 0 钢于4 8 0 0 C 保温不同时间回火试样进行拉伸试验，并测量了相应的抗拉强度、延伸率和截 面收缩率，结果如表2 和表3 。 表24 8 0 保温不同时间的抗拉强
10、度 T i m e ，m i n 3 06 0 1 8 0 3 0 0 新工艺8 b 。M P a 2 0 2 0 1 9 6 51 8 1 01 7 1 0 原工艺8 b ，M P 8 1 9 5 0 ( 8 8 5 6 0 r a i n + 4 8 0 。C 5 h ) 表34 8 0 保温不同时间的延伸率和断面收缩率 T i m e ，m i n 3 06 01 8 03 0 0 新工艺d ， 1 9 0 31 9 0 61 6 1 3 1 6 9 原工艺d 。 1 3 ( 8 8 5 q C 6 0 m i n + 4 8 0 5 h ) 新工艺Y ， 5 8 45 96 6 56
11、2 2 原工艺Y 。5 8 ( 8 8 5 6 0 m i n + 4 8 0 x 5 h ) 由表2 可见，随着保温时间的延长，A e r M e t l 0 0 钢的抗拉强度逐渐下降，保温3 0 m i n 抗拉强度最高，为 2 0 2 0 M P a 。由表3 中数据可知，A e r M e t l 0 0 钢于4 8 0 保温不超过6 0 r a i n ，其延伸率较高，达1 9 左右，而界面 相对较低，在5 8 5 9 ；保温超过6 0 m i n ，尤其达到1 8 0 m i n 后，延伸率为1 6 左右，界面收缩率为6 6 ，由此 可见，试样延伸率明显降低，界面收缩率增大，说明其
12、韧性降低。4 8 0 二次硬化时间为6 0 m i n 的强度和塑性 指标就达到了试验用钢常规热处理工艺( 固溶：8 8 5 0 C 6 0 m i n ；二次硬化：4 8 0 5 h ) 的结果。由此可见， A e r M e t l 0 0 钢于4 8 0 。C 保温6 0 m i n 时能得到较好的强韧性配合。 3 结论 ( 1 ) A e r M e t l 0 0 钢经高温固溶二次轧制变形处理后使供货态组织未溶碳化物全部回溶，晶粒细化，为后 续热处理提供组织准备； ( 2 ) 复合形变处理后的试样于4 8 0 1 2 保温6 0 m i n 后的强度和塑性满足性能指标要求，为1 9 6 5 M P a ，8 为1 9 。 参考文献 ： 略( 编者) 作者简介： 汪向荣。哈尔滨工业大学材料科学与工程学院博士。 闫牧夫，哈尔滨工业大学材料科学与工程学院教授。博士生导师。 - 2 2 0 -
