马长文 樊艳秋 李少坡 张 海 丁文华

(1.首钢集团有限公司技术研究院，北京 100043； 2.北京市能源用钢工程技术研究中心，北京 100043)

传统的高强度钢板是在低碳低合金钢的基础上，通过调质热处理获得回火索氏体组织，以达到高强度和高韧性的配合。为了确保较厚规格钢板具有足够的淬透性，钢中通常需要添加较高含量的Ni、Cr、Mo等合金元素。钢的强度级别越高，添加的合金元素含量也相应增加。但合金元素含量的增加会导致碳当量大幅度增加，对焊接性能产生不利影响[1- 3]。Cu作为强化元素常被添加到钢中，以提高钢的强度、耐腐蚀性、抗疲劳性、抗蠕变强度和冲击韧性，同时改善材料的焊接性能、成型性能与机加工性能等[4- 8]。本文设计了一种含Cu高强钢，研究了其在不同温度时效后组织和性能的变化，并探讨了Cu的析出强化规律，为后续的工艺设计与优化提供指导。

1 试验材料与方法

1.1 试验材料

试验钢采用50 kg真空感应炉冶炼，化学成分见表1。

表1 试验钢的化学成分(质量分数)Table 1 Chemical composition of the tested steel (mass fraction) %

1.2 轧制及热处理工艺

将钢锭加热到1 000 ℃锻造成130 mm×130 mm×260 mm的坯料，钢坯于1 200 ℃保温2 h后，经7道次轧至20 mm厚，然后冷却至室温，再分别于450、500、550、600 ℃保温30 min空冷进行时效处理。

1.3 试验方法

将时效后试样沿轴向切开，经磨、抛后，用体积分数为3%的硝酸酒精溶液腐蚀，在LSM 700型光学显微镜下观察显微组织。沿钢板横向切取拉伸试样，尺寸φ3 mm×15 mm，在Schenck- 100 kN型液压伺服拉伸试验机上进行常温拉伸试验。沿钢板横向切取V型缺口冲击试样，尺寸10 mm×10 mm×55 mm，试验温度为-30、-40 ℃。利用DHV- 1000Z型维氏硬度计测量硬度，试验力为10 g。……