合金Q355D圆钢为一种合金耐磨钢,调制后具有很高的强度,同时具有良好的塑性和韧性,其广泛用于大直径钻具生产。基于合金Q355D圆钢合金钢作为探矿领域钻具材料的力学性能要求:抗拉强度在1030MPa以上,硬度高于320HBW,纵向冲击吸收能量KV2≥95J,本工作研究不同的高温回火温度对合金Q355D圆钢的组织及力学性能的影响。
实验材料为某大型石油机械退火合金Q355D圆钢余料,尺寸为80mm×80mm×175mm,晶粒度为ASTM4.0级,主要成分(wt%)为:0.33C,0.77Cr,2.5Ni,0.49Mo,0.092V,0.22Si,0.59Mn,0.054P,0.015S。合金Q355D圆钢试样奥氏体加热温度为980℃,保温2h油冷,淬火后试样分别进行550、580、610、640℃回火,保温2h水冷。依照GB/T2975在条钢的相应位置切取拉伸试样、冲击试样。
按GB/T2238标准进行拉伸试验;按GB/T229标准进行冲击试验。依照GB/T2331-2012标准在DHB-3000型布氏硬度计上进行硬度测量,钢球直径10mm,压力29.4kN,保持荷载15s。金相试样经预磨、抛光、3.5%硝酸酒精溶液腐蚀10~20s后,在AE2000MET倒置金相显微镜下观察组织形貌。
结果表明,合金Q355D圆钢经880℃油淬560~640℃回火后的组织均为回火索氏体+片状或块状铁素体+碳化物;合金Q355D圆钢在620℃回火后具有优良的强韧性匹配;540℃回火后,室温强度和布氏硬度达到最大,冲击吸收能量测量则最低,而650℃回火后则反之。随着回火温度升高,合金Q355D圆钢的抗拉强度、屈服强度、硬度逐渐下降,冲击吸收能逐渐升高。
综合考虑材料的强度与塑性,经过560~950℃高温回火后,720℃为合金Q355D圆钢作为矿用大直径特种钻具材料的最优回火温度。
上一篇:莱钢40Cr圆钢的切割要点