960MPa级高强钢淬火回火工艺研究(2)
目前我国进入建筑业向制造业的转型期，市场对板材特别是高附加值板材需求表现强劲。目前国产中厚板在国内市场的份额占较大优势，像造船板、锅炉板、钢结构板等都能基本满足国内市场需求；但各大钢铁企业区域重复建设较严重，而高附加值的关键钢材品种却相对不足，主要在于一些高附加值的钢板不能生产或质量难以达到下游行业的要求。从钢铁企业的装备水平来看，通过近几年的设备改造和更新，很多钢企的冶炼技术，中厚板轧机及热处理设备等已经具备了世界先进水平，生产高端板材产品的关键在于科技研发的创新与提高[2]。
工程机械行业是机械工业的重要组成部分其中钢铁材料在工程机械制造中占有重要地位，近年来工程机械用钢发展迅速,需求量较大,并且不断向更高强度级别、更优的综合性能方向发展，屈服强度960MPa级高强钢的使用将有效地减轻设备自重并提高工程机械的能力效率,因此该钢种的需求量增加趋势明显,是目前各中厚板厂家大力投入研发的品种之一，目前TMCP技术已经广泛应用于低合金高强钢的生产过程中,但是对于强度级别更高的中厚板以及性能稳定性与均匀性要求更高的关键结构件用钢而言,传统的调质热处理(淬火+高温回火)生产工艺仍是无可替代的,同时国内中厚板企业新建现代化热处理线已相继投产为高钢级高性能调质板的制造提供设备保证[3]。以960MPa级高强钢为研究对象,重点讨论淬火工艺参数对试验钢显微组织与力学性能的影响，为该级别工程机械用高强钢的工业生产提供基础。
1.1.2低合金高强钢概况
低合金高强度钢HSLA(High Strength Low Alloy Steel)是在低碳碳素结构钢(wC=0.10％～0.20％)基础上加入少量的合金元素(wMe≤3％)而得到的。主要用于制造压力容器、桥梁、机车车辆、房屋、输油管道、锅炉等工程构件。采用低合合高强度钢代替碳素结构钢可减薄截面、减轻重量、节约能源、节省工时、降低成本和提高服役寿命等。同时往往还具有制造工艺简单、提高工程质量和提高产品性能等优点[4]。
960MPa级高强钢增加材料的强度，以减轻构件重量。在工程机械、汽车车辆、煤炭机械等领域开始大量使用高强度钢取代传统强度钢，所用钢级越来越高。采用高强度钢制造工程机械的结构件、起重机的吊臂、汽车的梁结构和自卸车的车体等移动设备的构件，都会明显减轻设备自重，减少燃料消耗，提高工作效率，由此带来的经济效益非常可观[5]。1.1.3低合金高强钢成分特点
为保证960MPa级高强钢的性能，必须对钢的化学成分及夹杂物含量进行严格控制，因此低合金高强钢成分的特点是具备了低碳、低合金。
低碳就是碳质量分数wc≤0.2%，来满足塑性和韧性、焊接性和冷塑性加工性能的要求[6]。
低合金就是主加合金元素为锰(wMn=0.80％～1.70％)，Mn具有明显的固溶强化作用、细化了铁素体和珠光体尺寸、增加了珠光体的相对量并抑制了硫的有害作用，故Mn既是强化元素、又是韧化元素；辅加合金元素为V、Nb、Ti、Cr、Ni、Cu、P和稀土元素等。V、Nb、Ti、A1等在钢中形成细小弥散的合金碳化物，起细化晶粒和弥散强化的作用，Cr、Ni起固溶强化作用并能使钢在正火状态下得到贝氏体，适量的Cu、P可以提高耐蚀能力，微量稀土元素RE可起到脱硫、去气、改善夹杂物形态与分布的作用，从而进一步提高钢的力学性能和改善工艺性能[7]。
1.1.4低合金高强钢的性能
作为结构用途，重要的是低合金高强度钢必须具有对用户使用来说非常经济的特性和性能，应当比碳素结构钢强度高、韧性好，而且在用户采用一般的方法加工制造过程中还必顼具有足够的塑性、良好的成形性能和焊接性能。此外，还要具有高的耐腐蚀性能，与碳素钢结构件相比在截面更薄的情况下能够有相同或更长的使用寿命。所有通用的低合金高强度钢都具有比大多数轧制状态或正火状态的碳素结构钢更高的强度．采用适当的工艺可进行焊接，并且具有与其强度水平相应的良好的成形性能。低合金高强度钢的耐腐蚀性能取决于其化学成分，缺口韧性则取决于其化学成分和生产工艺[8]。