冷轧板条马氏体组织与力学性能研究

周宇¹，钱丽华¹，刘天宇¹，张泉^1,2，吕知清¹

1. 燕山大学先进锻压成型技术与科学教育部重点实验室2. 北京交通大学海滨学院

摘 要：将低碳钢(10#)淬火获得低碳板条马氏体组织,然后进行多道次冷轧变形,制备具有超高强度的低碳钢板材,研究其力学性能的变化规律,并利用金相显微分析和扫描电子显微分析方法观察其显微组织演变与断口形貌。实验结果表明,淬火获得的具有马氏体组织的低碳钢(10#)抗拉强度超过1. 3 GPa,仍能保持较好的塑性(延伸率约为15%),随着冷轧变形量的增加,材料的强度和硬度显著增大,而塑性逐渐降低,当冷轧变形量大于30%后,断后延伸率低于10%。当冷轧变形量达到80%时,硬度从440HV(未变形)增加到532HV,抗拉强度超过2. 0 GPa;随着变形量的增加,冷变形马氏体板条间距减小,变形组织与轧制方向趋于平行排列,逐渐呈现分层特征。随着冷轧变形量的增加,断口中心韧窝和空洞数量减少,而且韧窝的尺寸和深度减小,空洞相互连接,裂纹萌生,断口处出现了明显的分层裂纹和撕裂状的结构,当变形量超过50%时,断口处的分层结构和撕裂状的裂纹开始显现。

关键词：低碳马氏体;超高强度;冷轧;显微组织;断裂行为;