改进型AISI 8630海工用钢热处理工艺研究

贺 欢 于海涛

(天津重型装备工程研究有限公司，天津300457)

1 实验材料

某厂订货的AISI 8630锻件化学成分见表1所示。冶炼实验钢锭重量为40 kg，采用真空电磁感应熔炼技术，冶炼和浇注等步骤均在真空范围内，锻造采用墩拔工艺方式，总锻比为5.4。

表1 AISI 8630锻件的化学成分(质量分数，%)Table 1 Chemical compositions of AISI 8630forging(mass fraction, %)

2 冷却转变曲线及相变临界点的测定结果

用淬火相变仪测量了材料的相变点和冷却曲线，得到以下结果：

(1)AISI 8630钢的Ac1为739℃，Ac3为823℃。

(2)TTT曲线可综合反映过冷奥氏体在不同过冷度下的等温转变过程。AISI 8630过冷奥氏体在不同温度区间可发生三种不同的转变：高温转变区，即发生珠光体转变；中温转变区，即发生贝氏体转变；低温转变区，即发生马氏体转变。

(3)在CCT曲线中存在三个相变区间：冷却速度慢的“F+P”区、较慢冷速的“B”区、快速冷却的“M”区。

(4)AISI 8630钢的Ms为365℃，获得完全马氏体的临界冷速为1200℃min。

3 不同热处理方案的力学性能和组织性能

在热处理炉中模拟不同淬火冷却方式、回火温度对材料力学性能和组织的影响。拉伸试样尺寸为∅5 mm的圆柱形试样，在室温下进行试验。冲击韧性试样尺寸为10 mm×10 mm×55 mm的夏比V型缺口试样，试验温度为-18℃。

为验证所建完整模型的可靠性，对模型进行前屈、后伸、侧弯和轴向旋转等四种运动加载.考虑到C5-C6两节椎体的相对运动关系，约束C6椎体下表面的全部节点自由度，将C5上终板全部节点与旋转中心的一点进行运动耦合，在耦合点施加预载荷73.6 N，用来模拟人体头颅的重量.根据文献[11-12]，前屈/后伸运动利用右手定则依次施加大小为0、±0.33、±0.5、±1.0、±1.5、±2（N·m）力矩；……