固溶處理對氮微合金化高強度因瓦合金組織和性能的影響

作為某些非承力的關鍵部件，因瓦合金已在高清晰度顯像管、精密天平搖臂、激光準直儀腔體、電視機蔭罩等關鍵設備上發揮了重要的積極作用。長期以來，由於因瓦合金較低的力學性能水平（ReL約270MPa和Rm約500MPa），致使其作為結構材料的應用潛力一直未被開發。近年來，隨著倍容量導線用殷鋼芯材、航空複合材料用殷鋼模具等新型高端因瓦合金產品的出現，才推動了高強度因瓦合金（Rm＞1000MPa）研究的步伐。

時效強化是一種便於實現，且對高強度因瓦合金比較有效的強化作用。實現這一強化手段的前提是需對材料進行適當的固溶處理。為此，本工作研究了N微合金化因瓦合金在固溶處理過程中微觀組織和力學性能及物理性能的變化。

試驗用鋼的化學成分如表1所示，利用某鋼鐵公司DDVIF-50-100-2.5型50kg真空感應爐冶煉、澆鑄成130mm×130mm×210mm的鑄錠，再加熱至1200℃後在450mm軋機上軋成厚度為5mm的板材。以軋制後的熱軋板為原料進行後續試驗，並在1050～1250℃溫度範圍對熱軋板加熱，保溫1h後進行固溶處理。

樣品經機械研磨、拋光後，用飽和三氯化鐵溶液侵蝕40s，然後用Zeiss Alm型金相顯微鏡進行顯微組織觀察。利用PA Nalytical Empyrean型（Co靶）X射線衍射儀測定樣品的XRD譜。利用HXD-1000型顯微硬度計對材料的維氏硬度進行測定。利用Zwick/Roell Z100THW型拉伸試驗機測定樣品的力學性能。利用Leica-J11型萬能膨脹儀測定材料的膨脹性能，測試溫度範圍-200～300℃，採用公式計算材料在指定溫度區間的平均膨脹係數。對測定樣品的膨脹量隨溫度的變化曲線進行二次微分，二階導數恰好變為零的那一點對應的溫度則為被測材料的居里點。

試驗結果表明：隨著固溶溫度的升高，氮微合金化因瓦合金在熱軋過程中形成的變形奧氏體晶粒發生回復再結晶的程度增加，析出的第二相顆粒逐漸向基體中溶解。當固溶溫度為1150℃時，第二相顆粒已基本完全溶解，此時的材料不僅具有較高的強度（Rm=659.9MPa）、硬度（187.4 HV0.1）和最好的塑性（A =37.0%），而且膨脹係數也處在很低的水平（（-100～230℃）=4.41×10-6℃-1）。固溶處理溫度進一步增加，材料的顯微組織、力學性能和膨脹特性都將惡化。

編輯：艾纓東

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