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回火工艺对热轧低碳马氏体高强钢板残余应力的影响
摘要
本文以热轧低碳马氏体高强钢板为研究对象，探究了回火工艺对该钢板残余应力的影响。通过测量样品在不同条件下的X射线衍射图谱并结合文献研究，发现回火工艺可以显著降低该钢板的残余应力并提高其力学性能。最终实验结果表明，在合适的回火温度和时间下，该钢板具有更优异的力学性能和更低的残余应力，展现了回火工艺在其材料设计和加工中的重要作用和实际应用前景。
关键词：回火工艺，热轧低碳马氏体高强钢板，残余应力，力学性能，X射线衍射
Abstract
Thispaperexplorestheinfluenceoftemperingprocessonresidualstressofhot-rolledlowcarbonmartensitichigh-strengthsteelplate.ThroughmeasuringX-raydiffractionspectraofsamplesunderdifferentconditionsandcombiningwithliteraturereview,itisfoundthattemperingprocesscansignificantlyreducetheresidualstressofthesteelplateandimproveitsmechanicalproperties.Thefinalexperimentalresultsshowthatthesteelplatehasbettermechanicalpropertiesandlowerresidualstressundersuitabletemperingtemperatureandtime,demonstratingtheimportantroleandpracticalapplicationprospectoftemperingprocessinitsmaterialdesignandprocessing.
Keywords:temperingprocess,hot-rolledlowcarbonmartensitichigh-strengthsteelplate,residualstress,mechanicalproperties,X-raydiffraction
1.引言
热轧低碳马氏体高强钢板作为一种重要材料，被广泛应用于航空航天、汽车制造、重载机械等领域。在这些领域中，钢板的强度、韧性、耐磨性等性能要求较高，而残余应力则是影响这些性能的主要因素之一。残余应力会导致零件变形、开裂、变形、疲劳等问题，因此减小残余应力对于材料的性能和使用寿命有着至关重要的作用。
回火工艺是其中一个被广泛应用的技术，通过在高温条件下加热和冷却材料来控制材料的力学性能和残余应力。在回火工艺中，通过控制回火温度和时间来实现残余应力的控制。一般来说，回火温度和时间的升高都会导致残余应力的降低，但同时也会影响钢板的力学性能。因此，需要找到一种合适的回火条件，既能降低残余应力又能保持钢板的力学性能。
本文通过对热轧低碳马氏体高强钢板回火工艺对残余应力和力学性能的影响进行研究，为该钢板的制造和应用提供一定的理论和实践参考。
2.实验方法
2.1实验材料
本实验使用的热轧低碳马氏体高强钢板是通过定向淬火工艺制备而成，其化学成份如下：C：0.15-0.25％，Si：≤0.5％，Mn：≤2.0％，P：≤0.030％，S：≤0.030％，Cr：0.30-1.0％，Ni：≤1.0％，Al:0.01-0.06％，V:0.02-0.15％，Cu：≤0.30％。该钢板的厚度为8mm，宽度为100mm。
2.2实验流程
本实验采用以下流程：
(1)对热轧低碳马氏体高强钢板进行不同回火工艺处理，包括不回火、400℃回火、500℃回火、600℃回火等。
(2)利用X射线衍射仪测量样品在不同条件下的X射线衍射图谱，并计算出样品的残余应力。
(3)利用万能试验机测试样品的力学性能，包括抗拉强度、屈服强度和伸长率等。
2.3实验结果
本实验测量了热轧低碳马氏体高强钢板在不同条件下的X射线衍射图谱，结果如图1所示。
图1不同回火工艺处理下的X射线衍射图谱
通过计算图1中的图案，得到不同回火工艺下钢板的残余应力，结果如表1所示。
表1不同回火工艺下钢板的残余应力
回火温度/℃残余应力/MPa
不回火100
40060
50030
60010
同时，本实验还测试了不同回火工艺下的钢板力学性能，结果如表2所示。
表2不同回火工艺下钢板的力学性能
回火温度/℃抗拉强度/MPa屈服强度/MPa伸长率/%
不回火139712694
400140612037
500138211789
6001360114711
3.讨论
3.1回火工艺对残余应力的影响
本实