回火温度对强度和韧性的影响

根据图2～图5，20CrMnSiMoVA、20SiMn2MoVA钢的断裂韧性K_IC与冲击韧性a_K二者有同样的变化趋势，这与一般的中碳合金结构钢是一致的。但是，K_IC、a_K等韧性指标与σ_b、σ_0.2等强度指标之间的关系，却有它特殊的规律性。在淬火低温回火状态，两种钢不仅具有较高的强度（S_K、σ_b、σ_0.2），同时也具有较高的断裂韧性K_IC、冲击韧性a_K（包括低温冲击韧性）。随着回火温度升高，强度下降，而断裂韧性和冲击韧性也同时下降，直到600℃左右回火时，韧性指标才有所回升。也就是说，在一定的回火温度范围内，强度与韧性表现出相同的变化趋向。而中碳合金结构钢随着回火温度的变化，强度和韧性一般总是表现为相反的变化趋势。

断裂韧性K_IC一般可表达为

K_IC=[CEσ_sε_ff（n，ε_f）ρ_c]^1/2 （2）(www.xing528.com)

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等宏观性能基本参量有关外，还与微观参量ρ_c有关。ρ_c在一定意义上表征裂纹顶端削减应力峰的能力，其大小可以从断口延伸带宽度W_s直接反映出来（图8）。对于20CrMnSiMoVA和20SiMn2MoVA这样的钢种，在提高σ_s的同时仍然能保持较大的W_s^[5]，这时σ_s的提高将伴随着K_IC的升高，显示出强度与韧性的良好配合。另一方面，不同状态的材料，如果具有相同的W_s（或ρ_c），那么σ_s较高的，其K_IC也就比较高一些。对于某些材料状态，虽然W_s较大，但σ_s很低，这时K_IC也不会高。在这些条件下，K_IC与强度主要表现为互相依赖的倾向。由此可见，认为强度和断裂韧性必然是此消彼长，这并不是普遍的规律，至少对于这两种钢不尽适用。