低碳马氏体钢

低碳马氏体钢具有较高的强度和良好的塑性，被广泛应用于各种结构部件。对低碳马氏体钢的力学性能和组织结构及断裂微观机制已进行了大量的研究，其中塑性和韧性的研究格外受到重视。在同等强度下低碳马氏体钢的韧性优于中碳马氏体钢，加入微量Ti或获得含有少量贝氏体的复相组织可提高低碳马氏体钢的塑性，低碳马氏体钢经大变形轧制后再结晶退火可获得较细晶粒。一般情况下低合金结构纲中低碳马氏体的伸长率随回火温度的提高而连续增加，但在某些高合金钢中在一定回火温度范围内伸长率几乎不增长。LIU等人研究了Mn-Si-Cr空冷低碳马氏体钢的性能,220~400℃回火时伸长率保持不变。胡正飞等人的研究也表明,低碳高钴镍合金钢获得的低碳马氏体在427~554℃回火时其伸长率增长很少。

凡是碳含量小于0.25%的碳素钢或低碳低合金结构钢经强烈淬火，获得80%以上甚至100%低碳马氏体组织，这类钢统称为低碳马氏体钢。一般情况下，含碳量在0.15%～0.25%范围内的钢淬火强化效果好，综合力学性能高。

1．低碳马氏体钢热处理工艺特点

（1）获取低碳马氏体的热处理淬火加热温度为A_c3 （80～120）℃。从淬火强化的效果考虑，适当提高淬火加热温度，有利于奥氏体的均匀化、提高钢的淬透性以及缩短加热时间。

（2）采用激冷、深冷的强烈淬火冷却方法（5%～10%NaCl溶液淬火或10%NaOH溶液淬火）。低碳钢或低碳低合金钢在强烈淬火后可获得低碳马氏体。

（3）低碳马氏体淬火后可不经回火而直接使用。

2．低碳马氏体的微观组织

低碳马氏体的显微组织由不同位向的的马氏体板条组成，板条束间为大角度晶界。由于原奥氏体晶粒被不同位向的板条束所分割，所以材料的有效晶粒得到细化。同时，板条马氏体内有高密度的位错和细小分散呈魏氏组态分布的碳化物，板条马氏体间分布有残余奥氏体薄膜，因而低碳马氏体具有优良的强韧特性。

3．低碳马氏体钢的性能

经过淬火有较低的缺口敏感性、过热敏感性、优良的冷加工性、良好的可焊性且热处理变形小等一系列的优点。低碳马氏体钢经过淬火后，可获得脆性较低而塑韧性足够高的位错板条马氏体加板条相界残余奥氏体薄膜，板条内部自回火析出细小分散的碳化物，因而可实现强度、塑性、韧性的最佳配合，是固熔强化、位错强化、晶界强化和沉淀强化等共同作用的结果。低碳马氏体中温回火后代替中碳（合金）结构钢的调质件，其综合力学性能完全可达到要求，而且不论形状如何复杂，淬火后不易变形、开裂，这样不仅可给后工序少留加工量，而且给机加工也带来好处。低碳马氏体钢由于含碳量较低，钢的M_s点较高，在淬火过程中就伴随着自回火现象，因而可以省去回火工序，从而节约能源，降低成本，缩短加工周期。

低碳马氏体钢是典型的强塑韧配合材料，用处非常广泛。