大截面低碳马氏体钢回火温度变化对强韧性的影响

过去认为，结构钢的强度和塑性韧性是互为彼长此短的关系，图5和图6所示力学性能随回火温度变化曲线中20Cr2Ni4A基本符合这一规律。但20CrMnSiMoVA却有不同的规律性，在低温回火状态，不仅有较高的强度，而且有较高的塑性韧性（包括断裂韧性），在一定的回火温度范围，随着回火温度上升，强度指标（S_K、σ_b、σ_0.2等）下降，韧性指标（α_ku、K_IC）也随着下降。20CrMnSiMoVA如此，根据我们近来的工作，20SiMnMoVA也有同样规律。

断裂韧性K_IC一般可表达为

K_IC=[CEσ_sε_ff（nε_f）ρ_c]^1/2

可见K_IC除与弹性模数E、屈服强度σ_s、断裂应变ε_f和形变强化指数n等宏观力性基本参量有关外，还与微观参量ρ_c有关。在一定意义上表征裂纹尖端削减应力峰的能力，其大小可从断口延伸带宽度W_c直接反映出来（图9）。对于20CrMnSiMoVA和20SiMn2MoVA这样的钢种，在提高σ_s的同时仍能保持较大的W_c，这时σ_s的提高将伴随着K_IC升高，显示出高强度与大韧性的良好配合。(www.xing528.com)

图9 裂纹尖端庄ρ_c与W_c模型

此外，钢的强韧性配合随回火温度变化规律还与回火脆特征有关。20CrMSiMoVA和20SiMn2MoVA都是以Si-Mn作为主要合金化元素，但添加一定量的Mo，在一定程度上推迟、抑制了钢的第一类回火脆，并且在400～500℃回火显示较宽的回火脆区间。这与20Cr2Ni4A等Cr-Ni钢的回火脆特点是不同的。