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15CrMnMoV钢是仿法国15CDV6钢研制的低碳低合金贝氏体高强钢,1.5CrMnMoV钢生产的无缝钢管主要用于直升飞机主减撑杆、发动机支架等关键部位。其质量和可靠性对飞机的安全有着重要的作用。无缝钢管的热处理过程对其获得良好的综合力学性能有着重要的影响。目前该无缝钢管风冷淬火采取的回火温度为该钢的二次硬化温度,因此研究该钢种热处理方式对其二次硬化行为的影响有着重要的意义。
本文将水淬、油淬、空冷后的15CrMnMoV钢在不同的温度范围内回火,通过对比力学性能的变化研究其二次硬化的变化规律。通过电解萃取、X射线衍射分析、光学显微镜、扫描电镜和透射电镜研究特殊碳化物的析出对二次硬化性能的影响。通过对比分析三种淬火组织的二次硬化过程得出以下结论:
(1)15CrMnMoV钢淬火后在550~650℃范围内回火,15CrMnMoV钢中强碳化物形成元素Mo和V与C元素结合,析出细小弥散分布的合金碳化物MO2C和VC,对钢起强化作用,提高硬度和强度,引起二次硬化现象。
(2)15CrMnMoV钢空冷后的粒状贝氏体组织回火时析出较多的合金碳化物MO2C和VC,其硬度和强度增幅最大,二次硬化现象最为明显,但同时也造成了较严重的回火脆性。而15CrMnMoV钢空冷粒状贝氏体组织低温回火脆性主要是由(M-A)岛回火形成的片状渗碳体和回火冷却过程中形成的未回火马氏体引起。高温回火时较多合金碳化物的析出也降低了15CrMnMoV钢的冲击韧性。
(3)尽管15CrMnMoV钢水淬后回火能获得较好的强韧性,但由于其对产品尺寸精度的影响,并不适用于对无缝钢管的最终热处理。在保证无缝钢管尺寸精度的前提下,应尽量提高15CrMnMoV无缝钢管的淬火冷却速度,因而采用快速风冷是较合适的工艺。