低碳馬氏體鋼

低碳馬氏體鋼具有較高的強(qiáng)度和良好的塑性，被廣泛應(yīng)用于各種結(jié)構(gòu)部件。對(duì)低碳馬氏體鋼的力學(xué)性能和組織結(jié)構(gòu)及斷裂微觀機(jī)制已進(jìn)行了大量的研究，其中塑性和韌性的研究格外受到重視。在同等強(qiáng)度下低碳馬氏體鋼的韌性優(yōu)于中碳馬氏體鋼，加入微量Ti或獲得含有少量貝氏體的復(fù)相組織可提高低碳馬氏體鋼的塑性，低碳馬氏體鋼經(jīng)大變形軋制后再結(jié)晶退火可獲得較細(xì)晶粒。一般情況下低合金結(jié)構(gòu)綱中低碳馬氏體的伸長(zhǎng)率隨回火溫度的提高而連續(xù)增加，但在某些高合金鋼中在一定回火溫度范圍內(nèi)伸長(zhǎng)率幾乎不增長(zhǎng)。LIU等人研究了Mn-Si-Cr空冷低碳馬氏體鋼的性能,220~400℃回火時(shí)伸長(zhǎng)率保持不變。胡正飛等人的研究也表明,低碳高鈷鎳合金鋼獲得的低碳馬氏體在427~554℃回火時(shí)其伸長(zhǎng)率增長(zhǎng)很少。

凡是碳含量小于0.25%的碳素鋼或低碳低合金結(jié)構(gòu)鋼經(jīng)強(qiáng)烈淬火，獲得80%以上甚至100%低碳馬氏體組織，這類鋼統(tǒng)稱為低碳馬氏體鋼。一般情況下，含碳量在0.15%～0.25%范圍內(nèi)的鋼淬火強(qiáng)化效果好，綜合力學(xué)性能高。

1．低碳馬氏體鋼熱處理工藝特點(diǎn)

（1）獲取低碳馬氏體的熱處理淬火加熱溫度為A_c3 （80～120）℃。從淬火強(qiáng)化的效果考慮，適當(dāng)提高淬火加熱溫度，有利于奧氏體的均勻化、提高鋼的淬透性以及縮短加熱時(shí)間。

（2）采用激冷、深冷的強(qiáng)烈淬火冷卻方法（5%～10%NaCl溶液淬火或10%NaOH溶液淬火）。低碳鋼或低碳低合金鋼在強(qiáng)烈淬火后可獲得低碳馬氏體。

（3）低碳馬氏體淬火后可不經(jīng)回火而直接使用。

2．低碳馬氏體的微觀組織

低碳馬氏體的顯微組織由不同位向的的馬氏體板條組成，板條束間為大角度晶界。由于原奧氏體晶粒被不同位向的板條束所分割，所以材料的有效晶粒得到細(xì)化。同時(shí)，板條馬氏體內(nèi)有高密度的位錯(cuò)和細(xì)小分散呈魏氏組態(tài)分布的碳化物，板條馬氏體間分布有殘余奧氏體薄膜，因而低碳馬氏體具有優(yōu)良的強(qiáng)韌特性。

3．低碳馬氏體鋼的性能

經(jīng)過(guò)淬火有較低的缺口敏感性、過(guò)熱敏感性、優(yōu)良的冷加工性、良好的可焊性且熱處理變形小等一系列的優(yōu)點(diǎn)。低碳馬氏體鋼經(jīng)過(guò)淬火后，可獲得脆性較低而塑韌性足夠高的位錯(cuò)板條馬氏體加板條相界殘余奧氏體薄膜，板條內(nèi)部自回火析出細(xì)小分散的碳化物，因而可實(shí)現(xiàn)強(qiáng)度、塑性、韌性的最佳配合，是固熔強(qiáng)化、位錯(cuò)強(qiáng)化、晶界強(qiáng)化和沉淀強(qiáng)化等共同作用的結(jié)果。低碳馬氏體中溫回火后代替中碳（合金）結(jié)構(gòu)鋼的調(diào)質(zhì)件，其綜合力學(xué)性能完全可達(dá)到要求，而且不論形狀如何復(fù)雜，淬火后不易變形、開裂，這樣不僅可給后工序少留加工量，而且給機(jī)加工也帶來(lái)好處。低碳馬氏體鋼由于含碳量較低，鋼的M_s點(diǎn)較高，在淬火過(guò)程中就伴隨著自回火現(xiàn)象，因而可以省去回火工序，從而節(jié)約能源，降低成本，縮短加工周期。

低碳馬氏體鋼是典型的強(qiáng)塑韌配合材料，用處非常廣泛。