42CrMo钢和40CrNiMo钢以其调质处理后的较高常温强度、疲劳强度和冲击吸收功，多用于制造断面尺寸较大的重要零件，40CrNiMo由于Ni的加入，钢基体的韧度和淬透性进一步增加。冷处理作为改善材料组织及性能的工艺在钢铁材料中已得到广泛应用。冷处理可降低钢中残留奥氏体含量，并使组织中析出细小碳化物，从而提高钢的硬度、红硬性、耐磨性和使用寿命。但有关冷处理对合金结构钢性能的影响的研究并不多，冷处理对材料低温冲击韧性的研究国内外更是未见报道。因此对42CrMo钢和40CrNiMo钢进行冷处理，并对相关机制进行了初步探讨。
实验所用的42CrMo钢和40CrNiMo钢取自钢厂的棒料(退火态)，化学成分见表1，试样尺寸为Φ30mm×200mm。42CrMo钢和40CrNiMo钢经860℃淬火后，进行-70℃×1h冷处理，最后在不同温度下进行2h回火，各处理工艺间隔时间不超过1h。淬火和回火加热采用真空加热，冷却方式均为油冷。冷处理的冷却介质为液氮，处理过程中的降温和回温速度为8℃/min。
表1 42CrMo钢和40CrNiMo钢化学成分(质量分数,%)
|
|
C |
S |
Si |
Mn |
P |
Cr |
Ni |
Mo |
Fe |
|
42CrMo |
0.43 |
0.006 |
0.26 |
0.57 |
0.012 |
1.00 |
0.026 |
0.16 |
余量 |
|
40CrNiMo |
0.41 |
0.012 |
0.25 |
0.62 |
0.012 |
0.69 |
1.32 |
0.17 |
余量 |
42CrMo钢和40CrNiMo钢冷处理后，其显微组织和常温力学性能并无明显改善，故在常规状态使用的42CrMo钢和40CrNiMo钢没有必要进行冷处理。冷处理能显著提高42CrMo钢和40CrNiMo钢的低温冲击吸收功，且随回火温度升高，低温冲击吸收功提高越多，这也许是提高合金结构钢低温冲击吸收功的新方法。42CrMo钢和40CrNiMo钢经860℃淬火后，进行-70℃冷处理，最后进行590℃回火，其低温冲击吸收功最佳。（榕霖）
