M_s以下温度等温淬火对中碳贝氏体钢相变和性能影响

设计了马氏体起始相变温度(M_s)以上和以下2个不同温度等温淬火试验,结合热膨胀仪、扫描电镜显微组织、X光衍射和拉伸试验等试验手段,研究了对比于M_s以上温度等温淬火试验,M_s以下等温淬火对中碳贝氏体钢相变、组织和性能的影响。结果表明,贝氏体相变可以发生在M_s温度以下,且其相变动力学被明显促进。相比于M_s以上温度等温淬火,M_s温度以下等温淬火虽然可以加速相变动力学,但导致强度和伸长率下降,因此降低了最终的力学性能。这主要是因为M_s温度以下等温淬火试样组织内部出现了大量的回火无热马氏体(AM)和少量的贝氏体和残余奥氏体(RA)。因此,M_s温度以下等温淬火热处理后的组织性能未必优于M_s温度以上等温处理后组织性能,这主要取决于具体的成分和工艺。     

Ms以下温度等温淬火对中碳贝氏体钢相变和性能影响

摘要：设计了马氏体起始相变温度（Ms）以上和以下2个不同温度等温淬火试验，结合热膨胀仪、扫描电镜显微组织、X光衍射和拉伸试验等试验手段，研究了对比于Ms以上温度等温淬火试验，Ms以下等温淬火对中碳贝氏体钢相变、组织和性能的影响。结果表明，贝氏体相变可以发生在Ms温度以下，且其相变动力学被明显促进。相比于Ms以上温度等温淬火，Ms温度以下等温淬火虽然可以加速相变动力学，但导致强度和伸长率下降，因此降低了最终的力学性能。这主要是因为Ms温度以下等温淬火试样组织内部出现了大量的回火无热马氏体（AM）和少量的贝氏体和残余奥氏体（RA）。因此，Ms温度以下等温淬火热处理后的组织性能未必优于Ms温度以上等温处理后组织性能，这主要取决于具体的成分和工艺。     

等温淬火温度对超细贝氏体钢组织及耐磨性的影响

设计了一种0.7C的低合金超细贝氏体钢,并通过膨胀仪、二体磨损实验、光学显微镜、扫描电镜、X射线衍射、激光扫描共聚焦显微镜及能谱仪,研究了不同等温淬火温度对超细贝氏体钢的贝氏体相变动力学、微观组织以及干滑动摩擦耐磨性的影响,揭示超细贝氏体钢在二体磨损条件下的耐磨性能和磨损机理.研究结果表明,不同等温温度下的超细贝氏体钢都由片层状贝氏体铁素体和薄膜状以及块状的残留奥氏体组成;随着等温温度的升高,超细贝氏体的相变速率提高,相变孕育期及相变完成时间缩短,但贝氏体铁素体板条厚度增加,残留奥氏体含量增加,硬度值有所降低;超细贝氏体钢磨损面形貌以平直的犁沟为主,主要的磨损机理为显微切削;不同等温温度下所获得的超细贝氏体的耐磨性能都优于回火马氏体,且随着等温温度的降低,耐磨性能提高.其中在250℃等温所获得的超细贝氏体钢具有最优的耐磨性能,其相对耐磨性为回火马氏体的1.28倍.这主要与超细贝氏体钢中贝氏体铁素体板条的细化及磨损过程中残留奥氏体的形变诱导马氏体相变（TRIP）效应有关.      

AM对低碳贝氏体钢等温相变和显微组织的影响

摘要：设计了马氏体起始相变温度（Ms）以上和以下5个不同温度等温淬火实验,研究了Ms以上和以下温度等温淬火对低碳贝氏体钢组织和相变动力学的影响。结果表明,试样在Ms以下等温淬火时,保温前生成的先马氏体（AM）显著缩短了等温贝氏体相变孕育期,加速贝氏体形核,细化贝氏体组织。然而,Ms以下等温淬火时,总的等温贝氏体相变动力学与先马氏体的体积分数（fAM）有很大关系,当fAM较低时,AM的形成缩短了贝氏体相变孕育期,加速了贝氏体相变,当fAM过高时,又阻碍贝氏体相变,延长贝氏体总的相变时间。最后,采用Austin Rickett(AR)和Johnson Mehl Avrami Kolgomorov(JMAK)动力学模型对等温贝氏体相变动力学进行分析,结果表明,与AR模型相比,JMAK模型更适用于本研究的实验结果。     

纳米贝氏体的热力学分析及强韧化研究

针对目前高碳高硅低温贝氏体(纳米结构贝氏体)相变速度缓慢的现状,采用贝氏体相变热力学理论分析主要合金元素对低温贝氏体相变驱动力的影响,设计了新型纳米结构贝氏体钢成分0.83C-2.44Si-0.43Mn-0.73Al.利用膨胀仪研究该成分贝氏体钢在不同温度下的相变整体动力学,综合使用扫描电子显微镜、X射线衍射、电子背散射衍射等方法研究热处理工艺对实验钢组织和力学性能的影响.结果表明,350℃等温转变贝氏体的抗拉强度为1401 MPa,延伸率为42.21%,强塑积可达59136 MPa·%,在室温拉伸过程中发生明显的相变诱导塑性效应;230℃等温转变组织中贝氏体铁素体片层厚度小于100 nm,抗拉强度达2169 MPa.      

硅含量对低碳贝氏体相变动力学和性能的影响

摘要：设计了3种不同Si含量的低碳贝氏体钢，进行了不同温度下等温淬火热处理热模拟实验、X-射线衍射和拉伸实验等，研究Si含量对贝氏体相变动力学和贝氏体钢性能的影响。结果表明，随Si含量增加，贝氏体相变量降低，动力学方程参数b减小，n增大。另外，随贝氏体相变温度增加，参数b减小，n增大。而且在较低相变温度下，因Si含量不同造成参数b和n的值的差异更大，说明低温下Si含量对贝氏体相变动力学的影响更大。此外，Si含量越低，因相变温度不同造成贝氏体相变孕育期和完成时间的差异逐渐增大，表明随Si含量的增加，Si对贝氏体相变动力学的影响降低。最后，随着Si含量的增加，试样抗拉强度和伸长率均逐渐增加。研究结果为优化低碳贝氏体钢成分设计、调控其力学性能提供了参考。     

热处理工艺对1000 MPa级含钒高强钢组织和性能的影响

对成分为0.24%C-1.5%Si-2.0%Mn-0.16%V的冷轧试验钢,经780℃两相区退火后进行350～480℃不同温度下等温淬火和380℃等温60～1 200 s不同时间热处理对比试验,结合力学性能、显微组织、XRD分析,研究了热处理工艺对试验钢组织和性能的影响。结果表明,试验钢在780℃两相区退火180 s后,经380℃等温淬火处理360 s,可获得抗拉强度1 029 MPa、强塑积20.1 GPa·%、加工硬化指数0.22的良好综合性能。提高或降低等温温度均使其强度升高,延伸率降低;而延长等温时间至1 200 s,其强度及延伸率变化不大,但出现明显屈服平台。等温淬火温度及时间对残余奥氏体体积分数具有重要影响,在350～410℃范围内提高等温淬火温度,碳原子扩散能力提高,使残余奥氏体含量从2.58%增大到3.86%;而更高的等温淬火温度下,由于马氏体相变被抑制,发生贝氏体相变,残余奥氏体迅速下降;等温淬火时间超过180 s完成碳原子向奥氏体扩散富集,使其残余奥氏体稳定在3.5%左右。     

新型TRIP钢热处理工艺初探

新型TRIP复相钢仅含C、Si、Mn等合金元素,采用临界区等温淬火热处理工艺,获得铁素体、贝氏体和残余奥氏体三相组织。该钢在Ms-Md温度之间菜变,应变诱导相变,相变诱发塑性（TRIP）,其力学性能指标特别是伸长率大幅度提高。     

铬和铝元素对低碳贝氏体钢组织和性能影响

 低碳贝氏体钢通常需要添加一定量合金元素来提升性能,为了研究合金元素铬和铝在低碳贝氏体钢中的作用,以Fe-C-Si-Mn-Mo系贝氏体钢为基础,设计了单独添加铬元素和复合添加Cr+Al元素的3种低碳贝氏体钢,研究了铬和铝的添加对连续冷却处理低碳贝氏体钢显微组织、力学性能及贝氏体相变的影响规律。结果表明,连续冷却条件下,铬可以促进低碳贝氏体钢相变趋向于更低的温度区间进行,细化贝氏体组织,从而提高强度;铝可以促进贝氏体相变动力学,但对低碳贝氏体钢意义不大。同时,添加铝会使低碳贝氏体钢组织粗化,导致强度和伸长率同时下降。综合来看,复合添加铬和铝的优化效果不如单独添加铬,单独添加铬的低碳贝氏体钢强度达到1 623 MPa,伸长率为10.5%,结果可以为低碳贝氏体钢成分设计提供依据。     

TRIP780钢贝氏体区等温转变的规律

采用 DIL805L 型淬火膨胀仪测定了 C-Si-Mn 系 TRIP780钢贝氏体区等温转变曲线。依据膨胀量-时间曲线,计算出相变过程中的组织转变率,分别统计不同工艺下的转变率以及对应的时间关系。研究了 TRIP 钢在等温转变时的相变规律。结果表明：加热温度相同时,贝氏体转变速率随着等温温度的升高而提高,但总转变率降低;在等温温度相同时,加热温度越高,转变率也相应增大。在贝氏体等温转变图上,转变终了线为 C 形,即存在一个鼻尖,对应于最短的转变时间。     

1.6 GPa级中碳高强贝氏体钢残余奥氏体调控机理

 为了研究中碳高强贝氏体钢中的残余奥氏体体积分数在不同等温情况下的变化规律,通过X射线衍射试验、热模拟试验和扫描电子显微镜观察等,分析了等温淬火条件对中碳高强贝氏体钢中残余奥氏体体积分数和组织的影响。结果表明,最终残余奥氏体的体积分数受贝氏体相变和马氏体相变的共同影响。贝氏体相变量决定了未转变奥氏体的体积分数及其化学稳定性,从而影响随后的马氏体相变量及最终残余奥氏体体积分数。此外,随着相变温度的升高,开始由于贝氏体相变量逐渐减少,残余奥氏体体积分数先增加(300~350 ℃),随后由于马氏体相变量增加,残余奥氏体体积分数减少(350~400 ℃)。     

热处理工艺对高碳贝氏体钢的组织与性能影响

以轴承用高碳贝氏体钢为研究对象,采用扫描电子显微镜、X射线衍射仪及硬度计等手段研究了不同奥氏体化温度对贝氏体钢组织形成及性能的影响,遴选出最优的奥氏体化工艺,同时对比了不同贝氏体等温转变后有无Ce元素添加的高碳贝氏体钢的力学性能.试验结果表明,950℃奥氏体化温度得到的组织中无明显的大颗粒未溶碳化物,组织尺寸和硬度性能...     

高碳铬轴承钢的成分设计和热处理工艺的研究进展

叙述了高碳铬轴承钢中Mn、Si、Cr、Mo和Al含量及热处理工艺包括马氏体淬火-回火,贝氏体等温淬火、贝氏体-马氏体和马氏体-贝氏体淬火以及纳米贝氏体钢的研究进展。近10年发展的高强度、高塑性和高韧性的纳米贝氏体钢,因其由纳米尺寸的超细贝氏体铁素体板条和板条间富碳的残余奥氏体薄膜组成的特殊组织结构导致其在耐磨和接触疲劳性能方面也具有优越性,该纳米贝氏体轴承钢有良好的应用前景。     

稀土对低合金钢贝氏体相变动力学的影响

本文通过测量不同温度下贝氏体等温相变的动力学曲线和扫描电镜的成分分析，研究了添加稀土对０．２７Ｃ－１Ｃｒ钢相变动力学的影响。结果表明，稀土使奥氏体晶粒细化，提高了初期贝氏体相变速率，降低了淬透性，而稀土偏聚于铁素体／小岛相界面和稀土减慢碳的扩菜所产生的拖曳作用是减慢后期贝氏体相主速率，延长相变完成时间的原因。     

淬火分配工艺对低碳低合金钢组织与性能的研究

研究了0.15C-Mn-Si-Cr低碳低合金钢在Ms点以下不同温度预淬火-碳分配工艺(QP工艺)及贝氏体转变对钢组织与性能影响。结果表明,实验钢经QP处理后获得贝氏体/马氏体复相组织,与淬火回火钢相比能获得更多的残余奥氏体量,随着淬火碳分配温度的升高,钢中残余奥氏体量增加,等温温度超过310℃后,钢中析出碳化物,残余奥氏体量减少。在250℃预淬火温度等温碳分配淬火,钢的冲击韧性显著高于传统的淬火回火钢。     

低于Ms温度变形对等温贝氏体相变动力学和组织的影响

摘要：变形和等温热处理是高强贝氏体钢主要生产工艺,已有研究表明低于马氏体相变起始温度（Ms）的等温热处理可以促进贝氏体相变动力学,低温奥氏体预变形也可以加速贝氏体相变。研究了低于Ms温度变形对后续等温贝氏体相变动力学和组织的影响,结果表明,并未出现预想的加速相变叠加效应,反而,变形温度低于Ms温度时,贝氏体相变动力学减弱,等温贝氏体相变孕育期延长。低于Ms温度等温相变时,贝氏体铁素体与母相奥氏体位向关系接近K-S关系,变形试样虽然获得了一部分先马氏体,且能提高贝氏体形核率,但并非所有的胚核都能发生长大,变形改变母相奥氏体取向,使贝氏体原本的位向关系遭受破坏,导致有效形核率降低。     

贝氏体钢等温淬火和淬火-配分复合工艺

 为了研究等温淬火和淬火-配分复合工艺对中碳高强贝氏体钢组织和力学性能的影响,采用组织观察、热模拟试验、X射线衍射分析和拉伸试验等手段,阐明等温淬火和淬火-配分复合工艺处理下的组织演变和性能变化。结果表明,等温淬火结合淬火-配分工艺可以细化粗大的块状马氏体/奥氏体岛,将粗大的马奥岛组织转化为薄膜状奥氏体和贫碳马氏体。与单独贝氏体相变或单独淬火-配分处理工艺相比,等温淬火结合淬火-配分复合工艺提高了中碳钢的力学性能。此外,与单独贝氏体相变或淬火-配分工艺相比,通过等温淬火和淬火-配分复合工艺可以获得更多碳含量较高的残余奥氏体。     

连续退火的无Si TRIP钢的组织和力学性能

在实验室用Gleeble3500热模拟试验机制备了一种无Si TRIP钢.利用拉伸试验机、扫描电镜、透射电镜、X射线衍射以及热膨胀仪对其力学性能、微观组织和相变规律进行研究,在此基础上分析了贝氏体相变温度和时间对力学性能和残余奥氏体的影响.无Si TRIP钢呈现出良好的整体力学性能,抗拉强度分布在740~810 MPa,延伸率均在25%以上,最高可达32%以上;贝氏体等温温度为420℃时能获得最佳的综合力学性能,抗拉强度随贝氏体相变时间增加而下降,延伸率随之上升,而屈服强度没有显著变化.无Si TRIP制的铁素体晶粒大小约为3~4μm,比含Si TRIP钢铁素体晶粒细小;残余奥氏体的体积分数在8%~10%,比含Si TRIP钢低约3%;420℃保温300 s后贝氏体相变基本结束,而碳的扩散仍然在进行;无Si TRIP钢贝氏体相变速率比含Si TRIP钢快,贝氏体相变总量也更多.      

贝氏体钢抗磨料磨损性能的研究

本文用ML—10型磨料磨损试验机,研究了Mo-B系不同含碳量的贝氏体钢,在不同冷却速度和等温热处理条件下,组织对抗磨损性能的影响。结果得出,低碳钢板条状马氏体抗磨损性能最好,下贝氏体次之,粒状贝氏体较差。中碳钢下贝氏体的抗磨性能高于上贝氏体。高碳钢下贝氏体和下贝氏体与马氏体的混合组织的抗磨损性能高于上贝氏体和淬火马氏体。在等温转变条件下,高碳钢下贝氏体的抗磨损性能最好,中碳下贝氏体次之,再次为低碳下贝氏体。硬度相同时,等温处理钢的抗磨损性能明显地高于淬火回火钢。     

超级贝氏体钢的现状和进展

超级贝氏体钢的基本合金元素为C-Mn-Si,通过300～500℃低温相变得到超细贝氏体、马氏体和残余奥氏体组织。为减小临界冷却速度、促进贝氏体转变,部分超级贝氏体钢中添加Cr、Ni、Mo等合金元素,并降低C、Mn含量以改善钢材的焊接性能。超级贝氏体钢具有超高强度和良好的塑性,其屈服和抗拉强度分别达～1 200MPa和1 600～1 700 MPa,总伸长率为～15%。新一代超级贝氏体钢的屈服强度可达1 300 MPa以上,抗拉强度超过1 700 MPa。