ON THE MIGRATION OF AUSTENITE GRAIN BOUNDARY

<正> 采用高温金相显微镜研究奥氏体晶粒长大,将受晶界原子蒸发滞后现象的影响,尤其在奥氏体晶粒急剧长大的温度下,不能清晰观察到晶界迁移的过程。本文通过定位高温金相照片的观察,研究奥氏体晶粒长大过程中晶界的行为,为晶界迁移机制提供实验依据。 试验用西宁钢厂电弧炉生产的40CrNiMoA钢,钢的化学成分如下(wt-％):     

Nb微合金化CFB/M复相钢的晶界遗传性

实验研究了Nb微合金化无碳化物贝氏体/马氏体(CFB/M)复相钢高淬高回试样在正常温度奥氏体时出现混晶现象的原因。发现Nb微合金化无碳化物贝氏体/马氏体(CFB/M)复相钢存在晶界遗传现象。出现晶界遗传的原因在于再次奥氏体化过程中在原晶界处新形核的奥氏体分属于两个原奥氏体晶粒,并且不能跨越原晶界合并或长大所致。     

奥氏体晶界迁移过程的研究

采用高温金相显微镜研究奥氏体晶粒长大,将受晶界原子蒸发滞后现象的影响,尤其在奥氏体晶粒急剧长大的温度下,不能清晰观察到晶界迁移的过程。本文通过定位高温金相照片的观察,研究奥氏体晶粒长大过程中晶界的行为,为晶界迁移机制提供实验依据。试验用西宁钢厂电弧炉生产的40CrNiMoA钢,钢的化学成分如下(wt-％):     

10Ni3MnCuAl钢加热和冷却过程中的显微组织演变

采用高温金相技术,研究了10Ni3Mn Cu Al钢加热至950℃以及保温过程中的显微组织演变行为和其后200℃/min冷速下的马氏体相变行为及其切变特点。结果表明:试验钢在加热到950℃奥氏体化过程中,新的奥氏体晶粒会在原始晶界处和晶内同时形核并长大。随着保温时间的延长,奥氏体晶粒逐渐长大,最终形成平均晶粒尺寸为20μm、大小均匀的晶粒。在其后冷却过程中,试验钢发生马氏体转变,原奥氏体晶粒尺寸不变。     

18Ni马氏体时效钢奥氏体晶粒长大规律研究

对18Ni(1800 MPa级)马氏体时效超高强度钢的奥氏体晶粒长大规律进行研究.结果表明,随加热温度的升高和保温时间的延长,奥氏体晶粒尺寸逐渐增大,当温度高于1000℃时,晶粒迅速发生粗化,当温度低于1000℃时,晶粒尺寸随保温时间的延长变化不明显;晶粒平均尺寸与保温时间的关系符合Beck方程,且温度越高,晶粒生长指数越大;在850～1150℃,18Ni(1800MPa级)马氏体时效钢奥氏体晶粒长大激活能为223.106kJ/mol,其奥氏体晶粒平均尺寸与加热温度之间符合Arrhenius关系,并建立了该马氏体时效钢的奥氏体晶粒度长大数学模型.     

基于Matlab的300M钢奥氏体晶粒的长大规律

研究了300 M钢在不同加热温度(850～1180℃)和保温时间(5～120 min)下的奥氏体晶粒长大规律。绘制了300 M钢奥氏体晶粒尺寸在不同加热温度和保温时间下的等值线图;利用Sellars晶粒长大模型,构建了300 M钢的奥氏体晶粒长大数学模型。结果表明,300 M钢在高温加热时具有较好的抗晶粒粗化能力,在1050℃左右开始粗化。奥氏体晶粒尺寸等值线图可定性和定量预测奥氏体晶粒长大规律;奥氏体晶粒长大数学模型可用两个数学公式来描述,即当加热温度为850℃≤T≤1050℃时,d6.14=texp(68.97-64945.88/T);当加热温度为1050℃≤T≤1180℃时,d7.39=texp(134.56-144504.52/T)。     

超纯净18Ni马氏体时效钢的晶粒尺寸及其对拉伸性能的影响

研究了不同固溶处理温度下超纯净18Ni(2200 MPa级）马氏体时效钢晶粒尺寸及分布的变化，以及原奥氏体晶粒尺寸对马氏体时效钢在固溶和时效状态下拉伸性能的影响，初步探讨了其影响机理，结果表明，原奥氏体晶粒随固溶温度的升高而均匀持续地正常长大，晶粒尺寸对固溶态马氏体时效钢的强度和塑性影响微弱，有害元素含量的大幅度降低避免了Ti(C,N)等夹杂物在晶界偏聚而引起的高温固溶下的“热脆”现象，时效状态马氏时效钢的屈服强度与原奥氏体晶粒尺寸之间符合Hall-Petch关系，随着原奥氏体晶粒尺寸的增大，马氏体时效钢出现“时效脆性”是由于明效析出相在晶界偏聚所致。     

铌对微合金化高碳钢奥氏体晶粒长大的影响

研究了铌对钒微合金化高碳钢在不同加热温度和保温时间下的奥氏体晶粒长大规律的影响。结果表明,含铌A钢在1100℃以下具有较好的抗晶粒粗化能力,组织中存在大量以Nb C为主的析出物,其奥氏体晶界迁移能仅为44.2 k J/mol;而不含铌B钢,不具有某一温度下的抗晶粒粗化能力,同时组织中仅发现较少量VC析出物,其奥氏体晶界迁移能高达197.2 k J/mol;在高碳钢中,同一奥氏体温度下,V降低Nb C完全溶解温度。     

马氏体时效钢循环相变的EBSD分析

利用电子背散射衍射(EBSD)技术和金相实验方法研究了循环相变处理对马氏体时效钢显微组织、晶粒取向及晶界分布特征的影响。结果表明,随着循环处理次数的增加,马氏体时效钢的晶粒逐渐细化,小角度晶界逐渐转变为大角度晶界,经过3次循环相变处理,小角度晶界向大角度晶界的转变达动态平衡,晶粒最细约为5μm,之后晶粒又开始长大;马氏体时效钢的强度随着小角度晶界所占比例的减少而逐渐降低,冲击韧性则随着大角度晶界所占比例的增加而提高,3次循环相变处理后马氏体时效钢的强韧性配合最佳。     

ECAP变形下304L奥氏体不锈钢的形变诱导马氏体相变

研究了304L奥氏体不锈钢在严重塑性变形(等通道转角挤压,ECAP)下发生形变诱导马氏体转变的微观特征,包括形核特征、长大方式和相变晶体学,探讨了粗大晶粒和亚微米晶粒发生马氏体相变的异同和微观机理.结果表明:粗大奥氏体晶粒发生相变时,马氏体主要形核于微观剪切带(包括层错、变形孪晶和ε相等)的相互交割处,马氏体与奥氏体之间为K-S(Kurduumov-Sachs)关系,而不是西山(Nishiyama-Wassermann)关系;亚微米奥氏体晶粒发生相变时,马氏体则多在奥氏体晶界处形核,马氏体与奥氏体之间仍为K-S关系.     

Ti对700 MPa级汽车大梁钢奥氏体晶粒长大的影响

利用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)等研究了Ti含量对700 MPa级汽车大梁钢奥氏体晶粒长大和析出相的影响。结果表明,添加Ti后的实验钢中主要析出相由单一Nb C转变为(Nb,Ti)C和Ti(C,N),随着Ti含量的增加,奥氏体晶粒得到有效细化。Thermo-calc热力学计算表明,钢中的(Nb,Ti)(C,N)和Ti(C,N)析出相析出温度比Nb C明显提高,因而能够在更高温度下稳定存在并对晶界迁移起到抑制作用。用Beck方程对奥氏体晶粒的长大行为进行了描述,并给出了晶粒长大的数学模型。随着Ti含量的增加,Beck方程的时间指数n呈现降低趋势,但晶界生长的扩散激活能反而升高。Ti的碳氮化物对晶界的钉扎和拖曳效应是晶界迁移扩散激活能升高的主要原因。     

先进贝氏体钢奥氏体晶粒长大行为的动态观察

采用高温激光共聚焦显微镜(LSCM)对一种先进贝氏体钢的奥氏体晶粒长大动态过程进行了原位观察研究。结果观察到奥氏体晶粒长大的3种方式,分别为奥氏体晶界的迁移和扩张、多个晶粒合并成一个大晶粒以及周围晶粒通过分割和吞并中间晶粒长大。原位观察还发现,当奥氏体化温度高于1100℃时,奥氏体晶粒会发生粗化;而低于1000℃时,奥氏体晶粒无明显变化。此外,得到了描述奥氏体晶粒尺寸随保温时间变化规律的Beck方程,讨论了奥氏体晶粒尺寸对贝氏体转变后的组织形貌的影响。LSCM原位观察方法为奥氏体晶粒长大动态过程的观察和研究提供了新的方法。     

铁基马氏体的界面形核与长大SCIEI

对分布在Fe-C,Fe-Ni-C及Fe-Cr-Mn-Mo-C合金中奥氏体晶粒界及孪晶界上的马氏体进行了观察分析。结果发现,马氏体易于在奥氏体晶粒界及孪晶界优先形核,并易于沿这些界面长大;在混合马氏体组织中,其界面优先形成的是片状马氏体或蝶状马氏体。     

奥氏体化温度对9Cr—1Mo—V—Nb钢组织与性能的影响

研究了不同奥氏体化温度加热后9Cr-1Mo-V-Nb(ASME SA-213 T91)钢正火和正火＋回火后的组织和力学性能,应用电子显微镜和X-ray衍射分析了钢的组织形态和萃取试样的碳化物分布。结果表明在980-1120℃加热正火后,T91钢均得到板条马氏体组织,但马氏体板条束的大小显著不同。奥氏体加热温度对T91钢的奥氏体晶粒大小和室温性能有明显影响。1060℃以下,钢的性能随加热温度增加而提高,在1070℃出现转折,超温度性能变化不大。影响钢的性能的因素主要与合金元素的固溶和奥氏体晶粒长大有关。探讨了碳化物量及其分布对奥氏体形成和晶粒长大的影响以及对钢的性能的作用机制。     

13Cr超级马氏体不锈钢的组织

采用TEM、SEM等研究13Cr超级马氏体不锈钢不同热处理后的的显微组织。结果表明,试验用钢淬火后的组织为板条马氏体。800、850、900、950、1000、1050和1100℃淬火后试样原始奥氏体晶粒尺寸为16.8～56.88μm;随淬火温度的升高原始奥氏体晶粒逐渐长大,马氏体板条束逐渐粗大。不同温度淬火650℃回火,A钢和B钢的组织均为保留原马氏体位相的细小回火马氏体。试样在1050℃淬火并在不同温度回火后有逆变奥氏体产生,在650℃以下回火时随着回火温度的升高和保温时间的延长逆变奥氏体含量逐渐增多,且回火后逆变奥氏体主要以长条状及菱形状分布于马氏体板条束间及奥氏体晶界处。     

一种马氏体时效钢奥氏体晶粒长大动力学

在光学显微镜下,利用Leica Metal Work软件研究了一种强度级别为2100MPa的超高强度马氏体时效钢在850～1150℃的奥氏体晶粒长大规律.结果表明,实验钢奥氏体平均晶粒尺寸随加热温度升高和保温时间的延长而增大,其奥氏体平均晶粒尺寸与保温时间规律符合Beck方程,奥氏体化温度宜控制在800～950℃,其晶粒增长指数随温度的升高而减小,850～1150℃时实验钢奥氏体晶粒长大平均激活能为108.5kJ/mol-1,并建立了实验钢在等温加热过程中的奥氏体晶粒长大方程.     

不同初始状态中碳钢双向温轧组织的退火稳定性

通过扫描电镜(SEM)和电子背散射衍射技术(EBSD)研究了不同初始组织对中碳钢双向温轧退火后的组织演变以及稳定性变化的影响规律。结果表明,轧后铁素体-珠光体钢的平均晶粒尺寸为1.11μm,小角度晶界占比81%;而马氏体钢平均晶粒尺寸为0.99μm,小角度晶界占比65.3%。随退火时间的延长,铁素体晶粒发生回复再结晶后,铁素体-珠光体钢发生二次再结晶,平均晶粒尺寸不断增大,小角度晶界占比逐渐减小最终趋于平稳,退火8 h后分别为1.89μm和54.9%;而马氏体钢仅发生晶粒的均匀长大,晶粒尺寸稍有增加,小角度晶界比例降低较少,保温8 h后分别为1.43μm和58.1%。因此,马氏体钢轧后显微组织的退火稳定性要高于铁素体-珠光体钢。     

S34MnV钢的奥氏体晶粒长大动力学

利用DIL-805AD/T动态膨胀相变仪对S34MnV钢在不同加热温度和保温时间下进行奥氏体化试验,通过晶界腐蚀、光学显微镜观察和截点法测定了奥氏体平均晶粒尺寸,并对S34MnV钢奥氏体晶粒长大规律进行了深入分析。通过对比Beck模型、Hillert模型和Sellars模型,根据实测晶粒尺寸数据拟合并优化了模型参数,建立了S34MnV钢奥氏体晶粒长大的动力学模型。结果表明:兼顾加热温度和保温时间两方面影响因素的Sellars模型的计算结果与实测数据吻合较好,可用于预测S34MnV钢在880~920 ℃加热温度范围内,保温10~240 min时的奥氏体晶粒长大规律。     

细Al_2O_3质点对奥氏体晶界迁移的钉扎作用

用光学和高温金相显微镜及扫描电镜研究了钢中非金属夹杂物的类型、颗粒大小及分布状态对奥氏体晶粒长大过程的影响。结果表明:钢中存在细小的Al_2O_3夹杂物质点,对于奥氏体晶粒长大及晶界迁移有钉扎作用,由于处于同一区域内夹杂物质点大小不一、分布不均,在品界迁移时所起作用不同,因而形成混晶。     

形变对板条马氏体20CrNi2Mo钢组织演化规律的影响北大核心CSCD

在DIL805A/T热模拟试验机上对20CrNi2Mo板条马氏体钢进行了等温单道次轴向热压缩试验,结合光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、电子背散射衍射(EBSD)和显微硬度计,研究了形变量对20CrNi2Mo钢板条马氏体组织演变规律和力学性能的影响。结果表明:20CrNi2Mo钢在压缩变形过程中极易发生动态再结晶,动态再结晶开始的临界应变为0.22。当变形量小于临界应变时,原奥氏体晶粒尺寸变化不大,板条束尺寸增加,板条块宽度减小,小角度晶界所占比例逐渐增大,大角度晶界所占比例逐渐减少;当变形超过临界应变后,随着变形量的增加,原奥氏体晶粒、板条束、板条块逐渐被细化,小角度晶界所占比例先略有减小后逐渐增大。极图分析表明,20CrNi2Mo钢在形变过程中板条块取向逐渐呈现择优分布。