Effect of Heat Treatment Regime on Mechanical Properties and Microstructure of 0.37C-0.6Mn-0.82Cr Steel

Xu Lei; Qie Mofan; Pu Yanhao; Xu Kui; Ma Feihuang; Yin Yuhuan

doi:10.20057/j.1003-8620.2025-00086

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Effect of Heat Treatment Regime on Mechanical Properties and Microstructure of 0.37C-0.6Mn-0.82Cr Steel

Forming and Phase Transition | 更新时间：2026-01-16

- Effect of Heat Treatment Regime on Mechanical Properties and Microstructure of 0.37C-0.6Mn-0.82Cr Steel
- Special Steel Vol. 47, Issue 1, Pages: 106-111(2026)
- 作者机构：
  
  上海航天设备制造总厂有限公司，上海 200245
- 作者简介：
- 基金信息：
- DOI：10.20057/j.1003-8620.2025-00086
  CLC： TG142.1
- Received：02 April 2025，
  
  Published：30 January 2026
- 稿件说明：
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徐磊,郄默繁,浦岩昊等.热处理制度对0.37C-0.6Mn-0.82Cr钢力学性能和微观组织的影响[J].特殊钢,2026,47(01):106-111.

Xu Lei,Qie Mofan,Pu Yanhao,et al.Effect of Heat Treatment Regime on Mechanical Properties and Microstructure of 0.37C-0.6Mn-0.82Cr Steel[J].Special Steel,2026,47(01):106-111.
徐磊,郄默繁,浦岩昊等.热处理制度对0.37C-0.6Mn-0.82Cr钢力学性能和微观组织的影响[J].特殊钢,2026,47(01):106-111. DOI： 10.20057/j.1003-8620.2025-00086.

Xu Lei,Qie Mofan,Pu Yanhao,et al.Effect of Heat Treatment Regime on Mechanical Properties and Microstructure of 0.37C-0.6Mn-0.82Cr Steel[J].Special Steel,2026,47(01):106-111. DOI： 10.20057/j.1003-8620.2025-00086.

摘要

以0.37C-0.6Mn-0.82Cr钢为试验材料，采用均匀化热处理-冷轧-两相区热处理制备工艺路线，重点研究了不同热处理制度对0.37C-0.6Mn-0.82Cr钢力学性能及微观组织的影响机制。结果表明，通过840 ℃炉冷至800 ℃（1.5 min），随后空冷的退火热处理，成功制备出硬度达到298.7HV，极限抗拉强度达到928 MPa，屈服强度达到858 MPa，伸长率达到17.8%的铁素体-马氏体双相钢。这主要是由于冷轧过程导致马氏体组织细化，在后续840 ℃炉冷至800 ℃（1.5 min），随后空冷的退火热处理过程中，一部分细晶组织发生静态回复再结晶，最终得到细晶晶粒尺寸在1 μm左右，粗晶晶粒尺寸在4~5 μm，同时粗晶被细晶完全包裹着的微观组织，在材料形变过程中这种微观组织结构通过对粗晶区及细晶区的应变分配实现协同强化，进而提高材料的力学性能。

Abstract

This study investigated a 0.37C-0.6Mn-0.82Cr steel fabricated through a processing route consisting of homogenization heat treatment， cold rolling， and intercritical heat treatment. The effects of different heat treatment regimes on the mechanical properties and microstructure evolution of 0.37C-0.6Mn-0.82Cr steel were systematically analyzed. The results indicated that annealing treatment involving furnace cooling from 840 ℃ to 800 ℃ followed by air cooling produced a ferrite-martensite dual-phase steel with superior mechanical properties， a hardness of 298.7 HV， ultimate tensile strength of 928 MPa， yield strength of 858 MPa， and elongation of 17.8%. The enhanced performance was attributed to the refinement of martensitic structure during cold rolling. Subsequent intercritical annealing at 840 ℃-800 ℃ induced static recovery and recrystallization of the refined martensite. Quantitative microstructure characterization revealed that fine grain size is around 1 μ m， and the coarse grain size is between 4 μm-5 μm， forming a unique microstructure where coarse grains were fully encapsulated by fine-grained regions. During plastic deformation， strain partitioning between coarse and fine grains facilitated synergistic strengthening mechanisms. This strain accommodation behavior effectively delayed crack initiation at grain boundaries while maintaining high work hardening capacity， thereby improving the overall mechanical performance.

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