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本文主要的目的是为了研究高碳钢低温贝氏体转变行为及回火对组织和性能的影响,试验钢在不同条件下等温淬火和回火后得到的组织及其力学性能。通过一系列等温温度的选择,得到了不同类型的贝氏体组织,从而研究了各种贝氏体组织的组织结构与其力学性能及组织与性能的变化趋势。采用模拟软件J Mat Pro模拟软件模拟了试验钢的等温连续转变曲线和连续冷却转变曲线。利用DIL402C热膨胀仪器和Gleeble-3800热模拟试验机对试验钢进行Ac1、Ac3和Ms的测定,以此为基础测定了高温转变以及中温转变的动力学曲线,绘制出对应的等温转变曲线及连续转变曲线。试验钢的相变点Ac1、Ac3和Ms分别为780°C、820°C和220°C。物理模拟结果可知,我们确定的贝氏体转变区间为220~380°C。当在240~320°C等温淬火,得到的组织为板条状贝氏体铁素体和薄膜状残余奥氏体组织,在340~360°C等温淬火,得到的贝氏体组织发生了粗化和分枝。随着等温淬火温度的升高,硬度与抗拉强度降低,屈服强度先降低后升高。在240°C等温淬火后的硬度为608 HV,强度为2137 MPa。随着等温温度的升高,残余奥氏体体积逐渐增多,由240°C等温淬火的22.68%增加到380°C等温淬火的40.96%。残余奥氏体中的碳含量先增加后降低,贝氏体铁素体中的碳含量逐渐降低。塑性随着等温温度的升高先升高后降低。随着等温温度的升高,试验钢的冲击功先升高后降低,在300°C达到最大值61 J。300℃和340℃等温淬火试样进行一系列回火,低温回火处理后强度和硬度变化不大,高温回火后强度硬度下降,冲击韧性在高温回火阶段发生明显脆化。