自脑华（机械一系）
摘 要
察了晶粒大小、断口形貌及组织结构.结果表明：高鼠形变热处整比普通热处理及a十y两相区热处理有较好的低强领性点强度，低演都性混高12%左右，宽温强度提高的最大值为1C7.8MP.认为马氏体组织细化，回火组织中保留较多的位错亚结购，造转 变奥氏体均匀分市是提高强度和低温翻性的原国，
美键调，低温钢，形变热处理，强度，材性，品体结构.
1前言
为了避免低温结构的脆性破坏，要求材料具有足够的低温韧性和强度，因此探索提高低温钢的性一直是国内外十分重视的重大课题，对于9N；钢，提高其低温错性和强度的主冷变形后于ay区退火.4）等许多方法，这些方法对提高钢的强度和韧性都是有效的， 要途径是细化品粒，到目前为止，除了普通热处理之外，还实验了ay两相区热处理（1.2），但工艺比较复杂，例如后者冷变形量要达到80%（4），生产中不易实现.
本文提出用高温形变热处理方法来提高9Ni钢的强度和韧性，研究了高温形变热处理对9Ni钢组织和性能的影响.
2材料及试验方法
2.1材料
试验用料为太原钢铁公司生产的18mm厚的热轧板，其化学成分（wt%）如下：
c NI Mn Si0.08 9.08 0.69 0 31 0.0100 006 P S Fe 余
在形变热处理前，先把钢板切成断面为18×30mm的条形料，加热到1000℃，分别镜至18×14mm及22×14.5mm断面，银后空冷，此镜坯作为本试验用原坏料，
2.2试验方法
形变热处理工艺是将坯料加热到1000℃奥氏体化后，分别在1000，900，800和660℃保温15min，然后在两辊乳机上进行变形量为22%及34%的轧制，轧后立即水率，最后进行585℃保温1h的网火处理.
为了对比，将一组坏料进行普通热处理，即900°℃，1h，空冷790℃，1h，空冷585℃，1h，空冷，另一组坯料做两相区热处理，即800℃，1h，水降670℃，1h，水率585℃，1h，空冷，
mm/s，冲击试样采用10×10×55mm夏氏V型缺口试样，测定-196℃冲击性能是将试样 力学性能试样沿轧制方向切取，拉伸试样直径5mm，标距25mm，拉伸速度为2.5放人液氮中保温10min，从液氮瓶中取出至冲断在5s内完成.方学性能数超取三根试样的平均值，
奥氏体晶粒度是用饱和苦味酸水溶液热速法录示的，屈光学显微镜和炭膜二次复型透射电镜观察组织，制成薄膜用透射也镜观察了试标中的位错亚结构，并且在扫描电镜下观察低 温冲击断口形貌，
3实验结果与讨论
3.1形壶热处理对力学性能的影响
表1列出了9Ni钢经不同工艺处理后的力学性能，可见，高温形变热处理使9Ni钢的低温韧性及强度均有提高，它在保持普通热处理及两相区热处理的塑性下，经800°℃形变
9Ni钢经几种热处理后力学性能、品粒度.断口
表1处理规范（1000℃奥氏体化）变形量 变形温度 196℃抗拉强度屈服强度延仲率面编率品粒直径 196℃% c 随后处理 J 0 MPa . MPa ，% 中，% am 冲击新口660 800 585℃，1h， 乳后水降 91 2 85 9 770 3 780 3 714 5 738 2 28.4 74.17 26.8 73.3 -22 900 空冷 96 0 740 0 690 6 28 974.76 7.5 8.91000 88 3 739 5 659 9 29.074 30 15 1800 58s′C 1h 98.1 94 5 771 9 25.7 73 71 8 1 却客为主的混 合新口34 900 冷 102 3 727 9 27 0 74 10 9 8 窝为主的混1000 86 9 765 8 713.8 26 0 75 30 14 0 合新日900°C，1h，空冷790C 1h， 91.1 741 8 663.0 96*2 868 10 9 准解理为主的混合断口800°C，1h，空冷870C.1h. 87.4 766 2 660 9 28.8 75 17 **水湾585C，1h，空冷
34%后屈服强度提高16.4%（107.9MPa），经800，900℃形变热处理后，在提高强度的同时还改善了低温韧性，如900℃变形34%后，-196℃冲击韧性达到102.3J，比普通热理，随着变形温度的降低，局服强度和抗拉强度不断升高，自660℃至900℃范围内，随 处理提高了12.3%，经1000℃形变热处理后强度值等于或稍高于普通热处理及两相区热处变形温度的升高，钢的性提高，900℃时性最好，而后再升高温度，韧性反而下降，另外，变形量34%的比22%的强化效果好，-196℃冲击值亦是如此.
综合上述实验结果表明：9Ni钢进行高温形变热处理既能提高强度，同时又能够改善低温性，其最佳的形变热处理工艺参数为：变形温度800一900℃：变形量22一34%，
3.2形变热处理对组织结构的影响
（1）形变后奥氏体品粒尺寸测得的奥氏体平均品粒直径列入表1中，普通热处理的试样平均品粒直径为10.9um，经形变热处理后奥氏体晶粒明显细化（1000℃形变热处理除外）.高温形变后类氏体品粒细化，能够遗传给济火马氏体，使板条与氏体细化（图1），这是 800，900℃形变热处理提高低温韧性和室温强度的原因之一
图1普通湾火组织与形变率火组织比较
（a）900*C，未交形，水冷； （b）900*C，变形量34%，水冷.
方向伸长，品界呈锯齿形，出现极少量的再结品小品粒（图2），表明回复再结品软化未能 （2）形变后奥氏体品粒形状及再结品情况800℃形变后，品粒破辟细化，各品粒沿变形完金消除加工硬化，晶界的银齿形状提高了品界阻碍沿品断裂的能力，从而改善了钢的韧性，提高了强度（5）
对普通热处理及800℃形变热处理试样作了薄膜温度都是585℃，形变泽火回火试样中有许多位错线、 透射电键观察，如围3所示，两者的最后工序一同火位错网络，回复多边化过程未完成，这表明：高温形变奥氏体中的大量位错结构能够被泽火（包括同火）保留度、位错亚结构，使强度提高， 下来，马氏体组织（包括回火组织）中保留高的位错密
900℃变形，由于温度较高，回复多边化进行得更充分，部分奥氏体发生了再结品，较充分的国复多边化，
图2形变后奥氏体品粒形状 （800°C，变形量34%）
亚品细化及再结品细化，使900℃形变热处理具有很高的低温韧性及屉服强度，
（3）形变热处理后的显微组织图4对比了两种热处理的显组织，普通热处理后，品粒尺寸较大，品界平直.是由板条马氏体、逆变奥氏体和极少量渗碳体组成的（图4α），逆 变奥氏体呈窄长条状，分布于马氏体板条间、马氏体束之间及原奥氏体品界上，其中以在马氏体板条间析出为主.
经800℃形变热处理后，逆变奥氏体分布十分弥散（图4b），经900℃形变热处现后，品界弯曲，晶界处、变形带或亚品界处分布有更多的逆转变奥氏体，图5是形变热处理与普 通热处理显微组织炭膜二次复型子图象，普通热处理试样逆变奥氏体的两端稍尖（图5.）、形变热处理使窄长条状逆转变奥氏体两端变得圆滞，分布更均匀（图56），从而提高了低温韧性，
（800℃变形量22%：立印水冷585'C，h，)
图3离财电银图航
图4形变热必理与普通热必理显微超织对比
（o）900℃，1h.空冷790℃，1h，空冷585℃，1h，空冷 （b）800℃，变形量34%，立即水冷585℃，1h，空冷，
图5形变热处理与普通热处理显微组织炭膜二次复型电镜图象（a）普通热处理 （b）900℃.22%形变热处理，
（4）断口形貌形变热处理后的试样-196℃冲击断口为韧窝-准解理混合断口，以韧窝为主，准解理面积较小；普通热处理试样一196℃冲击断口准解理面积大，韧窝很少，是 以准解理为主的混合断口，
4结论
（1）9Ni钢经高温形变热处理比经普通热处理及两相区热处理具有更高的低温韧性及屈服强度，适宜的工艺参数为：变形温度800-900℃：变形量22一34%，
(2）形变奥氏体晶粒细化使马氏体组织细化以及回火组织中保留较多的位错亚结构使钢的强度提高：由于形变热处理使晶粒细化并使窄长条状逆变奥氏体两端变得圆滑，分布更均匀，从而提高了低温韧性.
参考文献
[1）关野清之助.联明，1973；59 762（2）浙江大学，9Ni钢两相区热延迎和然相变（技木报告），1980，4（3） Miller D L Motal1 Trens 1e72 3 905C5）JlomHcsm M I HccneaoBaxHe no nucoonpoHmM cDJasaM H mHresAHu （4）古林英一，本正人.联额，197763；1035KpcTaaaM Hsn AH CCCP 1963 108[6）白华等.纲铁.1986（4）：60
Influence of Thermomechanical Treatment on the Structure andProperties of Cryogenic Steel 9Ni
Key Words:cryogenic steel 9Ni thermomachanical trcatment slrength toughness
ABSTRAGT
cryogenjc steel 9Ni was investigated for its room-temperature strength and Thermomachanically treated at 660 800 900，and 1000‘C repectively thethe notch toughness at -ie6℃， with its grain size fracture morphology andmicrostructure observed.The results indicated thal higher cryogenjc toughnessor (aβ) biphase heat treatment The cryogenic loughness will increase by and strength can be obtained by thermomechanical treatment ihan by ordinaryabout 12% with the maximum room-temperature strength up to 107.8 MPa.Such an improvement is altributed mainly lo the refinement of marlensite structure much more dislocation substructures retained in tempering structureand the uniform distribution of inverse austenite.
(Rsceived December 9 1986)
