低碳钢在Ae3温度之上的形变诱导铁素体 (一种马氏体)的相变研究

通过对低碳钢Q235的单向压缩实验，研究了应变、应变速率和变形温度（高于奥氏体铁素体平衡转变温度Ae3）对形变诱导铁素体相变的影响．通过光学显微镜、扫描电子显微镜和X射线衍射仪研究了热变形试样的微观组织结构，利用纳米压痕仪测定了形变诱导铁素体和先共析铁素体的纳米压痕硬度和弹性模量．结果表明，形变诱导铁素体相变可以在Ae3温度之上发生且应变速率和应变越大，相变越容易．在名义应变ε=80％，应变速率ε=20s^-1的条件下形变诱导铁素体相变上限温度为945℃（Ae3＋98℃）．同时发现一个有趣的现象是，在870-920℃区间内变形时，随变形温度下降，应力上升；而在830-870℃区间变形时，随变形温度的下降，整体应力反而下降．与先共析铁素体X射线衍射峰比较，形变诱导铁素体X射线衍射峰明显向小角度方向漂移，形变诱导铁素体的纳米压痕硬度和弹性模量亦明显大于先共析铁素体．实验表明，这种形变诱导铁素体本质上是一种马氏体．     

3Mn-0.2C中锰钢形变诱导铁素体动态相变机理

利用Gleeble热模拟、SEM、EBSD和EPMA等方法,研究了3Mn-0.2C中锰钢热变形中发生的形变诱导铁素体相变的组织转变行为,分析了中锰钢形变诱导超细晶组织的形成机理及其在热变形后亚动态过程中的组织稳定性。结果表明,3Mn-0.2C中锰钢在α+γ两相区变形时会诱发形变诱导铁素体相变,通过相变形成由超细晶铁素体、细小残余奥氏体和马氏体组成的多相组织。形变诱导铁素体以不饱和形核和有限生长的模式进行相变,这是导致铁素体晶粒超细化的重要机理。同时,在超细晶铁素体晶界及三叉晶界处形成的细小富Mn残余奥氏体使形变诱导相变组织具有优异的组织稳定性。     

低碳钢形变诱导铁素体相变过程中碳的扩散行为

在Gleeble 1500热模拟机上对低碳钢Q235进行了热压缩实验，用电子探针分析了热变形试样微观组织中的碳浓度分布．结果表明，形变诱导铁素体晶粒中的碳含量明显过饱和．这表明在形变诱导铁素体相变过程中，碳没有发生明显的从铁素体向奥氏体扩散．从热力学的角度分析，在高于奥氏体-铁素体平衡转变温度Ae3变形，变形存储能的作用最终降低了体系相变后的自由能，使得在形变诱导铁素体相变过程中，碳无需发生从铁素体向奥氏体的扩散。     

铌、钛微合金化仿晶界型铁素体/粒状贝氏体复相钢的形变诱导铁素体相变的研究

以仿晶界型铁素体型/粒状贝氏体复相钢为对象,研究了铌、钛微合金化对其形变诱导铁素体相变的影响以及以仿晶界铁素体/粒状贝氏体为基本组织的复相钢形变诱导铁素体相变规律.研究表明,仿晶界铁素体/粒状贝氏体复相钢进行微合金化,会使其形变诱导铁素体相变受到抑制而推迟;同时因为微合金元素的加入,细化了相变中诱导析出的铁素体晶粒,有利于复相钢中粒状贝氏体的形成.形变参数对相变过程有着显著的影响,奥氏体化温度决定了奥氏体原始晶粒尺寸同样影响着形变诱导铁素体相变过程.采用合适的形变参数和奥氏体温度都可以促进形变诱导铁素体相变的进行从而细化铁素体晶粒.     

35钢在形变作用下产生超平衡铁素体的研究

利用单道次热模拟压缩试验研究了35钢在形变等温过程中铁素体组织的变化规律。结果表明,等温过程中形变诱导铁素体体积分数呈先减少后增加的趋势,即在形变后等温的弛豫过程中,不稳定的形变诱导铁素体发生了逆相变。等温温度越低,等温后的弛豫过程越明显,铁素体转变量越多。随着等温时间的延长,γ→α相变速度将远快于形变诱导铁素体相变的逆相变,形成了多于平衡状态的铁素体体积分数。     

基于数学模型的Nb微合金钢中铁素体相变研究

根据热力学和动力学的基本理论,建立了低温条件下形变诱导Nb微合金钢中铁素体相变的数学模型,并研究了热变形和化学成分对铁素体体积分数和晶粒尺寸的影响。结果表明,降低变形温度和增加变形程度都能够促进α相变,增加铁素体体积分数,细化铁素体晶粒。而C和Mn含量的增加会抑制α相变过程。最后将模型应用到热轧带钢生产中,其模拟值与实测值吻合较好。     

普碳钢中板表层组织超细化的变形机理

采用单向压缩热模拟试验进行了普碳钢中厚板表层组织超细晶化研究。材料奥氏体化后快速冷却到550-800℃范围内变形，结果表明，随着变形温度的升高，材料分别发生形变后铁素体静态再结晶、形变过程中的铁素体动态再结晶，形变诱导奥氏体．铁素体相变并获得超细晶粒铁素体。随着保温时间增加，形变诱导相变获得的铁素体逆相变为奥氏体。实验室轧制9mm钢板的铁素体晶粒度，轧后空冷达到11级（约7μm），与热模拟试验的结果相一致，轧后快冷铁素体晶粒进一步细化到12级（约5μm）。实验室条件下，钢板的屈服强度，轧后空冷接近350MPa，轧后快速冷却，能再提高90MPa左右，但断后伸长率明显下降。     

高性能海底管线钢的铁素体相变规律

采用Gleeble-1500D型热模拟试验机研究了高性能海底管线用钢的铁素体相变组织演变特征,观察不同变形温度、变形量和开冷温度对铁素体相变规律的影响。结果表明,增加变形量和降低变形温度均会促进形变诱导铁素体相变,加快铁素体析出,细化铁素体晶粒;降低开冷温度,铁素体转变量增加,但开冷温度过低时,铁素体晶粒会明显长大。为了获得细小弥散的铁素体组织,试验钢奥氏体未再结晶区变形温度应控制在780℃左右,变形量≥50%,开冷温度控制在700~660℃之间。     

热变形对含Nb-Mo低碳钢铁素体等温相变的影响

利用热模拟试验机研究了变形对Nb-Mo低碳钢奥氏体-铁素体等温相变动力学的影响。结果表明，形变缩短了相变孕育期，加速了奥氏体-铁素体的等温相变，细化了铁素体组织；在650℃出现了针状铁素体。按照Avrami方程，由试验数据回归得到875℃变形后在700℃和650℃奥氏体向铁素体等温相变的动力学方程。     

变形条件对体育器材用碳素钢微观组织的影响

研究不同形变温度对碳素钢应变诱导相变微观组织的影响。结果表明,变形温度较低时,奥氏体的再结晶是微观组织的主要变化规律。变形温度升高时,奥氏体的再结晶规律变弱,形变诱导产生铁素体和动态再结晶成为微观组织的主要变化规律。碳素钢组织中铁素体的大小和形态与变形温度有着密切的关系。     

低碳钢低温变形γ→α相变行为的预测模型

从变形使孕育期缩短的角度，讨论了形变诱导相变的发生条件，计算了不同变形条件下几种成分的低碳钢变形过程析出铁素体的开始温度Ar3d，发现同样变形条件下，碳含量越低的钢种，其Ar3d越高；同一成分钢种，随着变形量增加或变形速率减小，Ar3d提高，基于相变动力学理论，在形核速率计算中充分考虑变形和过冷的双重作用，探索了低温变形诱导铁素体相变的动力学模型，用该模型进行的计算机模拟结果和实验结果吻合良好，表明这种理论处理方法可用来模拟这种相变过程。     

Q235碳素钢应变强化相变的基本特点及影响因素

在热模拟单向压缩实验中,通过形变参数的变化考察了Q235碳素钢应变强化相变的基本规律及铁素体晶粒细化效果,结果表明,铁素体的超细化在热力学上是由于应变强化相变最大限度地提高了相变过冷度,在动力学上是由于形核集中在局部的高应变区,同时在转变过程中形变不断产生新的形核地点并抑制铁素体生长的结果,实现铁素体的超细化需要一最小变量及一定的应变速率,以使转变完毕并加抑制铁素伯的生长及形变成长条状,应变明显削弱了奥氏体晶粒尺寸的差异带来的铁素体尺寸的差异,应变造成的铁素体动态再结晶进一步细化了晶粒,这种特征是动态转变所特有的,此外,还比较了应变强化相变与无应变及传统近轧控冷铁素体形成时的差异。     

形变条件下过冷奥氏体组织转变特征

结合过冷奥氏体形变的真应力-真应变变化特征和显微组织观察,对Q235钢冷奥氏体的形变过程进行了深入分析,讨论了不同阶段的形变特点,并初步讨论了形变强化铁素体相变和铁素体动态再结晶在获得均匀、超细、等轴的铁素体组织方面所起的作用.     

热变形对Fe-0.2C-2Mn合金γ→α转变动力学的影响及理论探讨

通过热处理实验和理论计算研究了热变形条件下Fe-0.2C-2Mn合金先共析铁素体转变动力学.金相观察表明,热变形细化铁索体组织,并使铁素体形貌趋于等轴状.在PLE/NPLE理论基础上,运用Pillbox模型和抛物线长大模型计算了变形前后铁素体的晶界形核率和长大系数,结果表明,过冷奥氏体变形促进NPLE模式下铁素体形核的主要原因是奥氏体晶界面积增加和元素扩散加快,而PLE模式下则是相变驱动力增大占主导.最后对比分析了热变形对形核和长大的影响程度,阐明了热变形细化不同温度区间转变的铁素体组织的机制.     

低碳钢形变诱导铁素体相中碳原子的扩散与稳定性研究

利用热模拟机Gleeble-3500在温度Ae3-Ar3之间对低碳钢进行了形变诱导铁素体相变的实验研究,其应力-时间曲线表明,形变诱导铁素体相变在很短时间内转变完全,碳(C)得不到充分扩散.电子探针分析表明,诱导铁素体相中C含量远高于常规铁素体中的C含量.扫描电子显微镜分析表明,由于C含量的过饱和导致诱导铁素体是一种非稳定状态的过渡相,在回火过程中,诱导铁素体相中过饱和C将扩散逸出而最终向稳态铁素体相转变,其硬度随之降低.     

Dynamic Phase Transformation and Spheroidization of Cementite of Hypereutectoid Steel Containing Aluminum during Deformation

利用Gleeble 1500热模拟试验机进行单轴热压缩实验, 研究了合金元素Al对过共析钢缓冷相变和 过冷奥氏体动态相变组织的影响. 结果表明: 在缓冷相变时, Al的加入抑制网状渗碳体形成, 细化珠光体 片层间距; 在过冷奥氏体形变过程中, 动态转变经历动态相变和相变所得珠光体中渗碳体球化及铁素体动 态再结晶等过程. 在动态相变过程中, 没有形成晶界网状渗碳体, 而直接产生珠光体. Al的加入使动态相变过程中奥氏体的稳定性提高、珠光体转变推迟, 进一步细化了珠光体片层间距. 在相变所得珠光体中渗碳体球化及铁素体动态再结晶的过程中, Al阻碍渗碳体粗化, 使渗碳体颗粒和铁素体晶粒尺寸细化.     

热轧带钢冷却过程γ→α相变温度A_(r3)的计算

基于相变热力学和相变动力学原理,考虑变形对铁素体相变孕育期的影响,并根据Scheil叠加原理和热膨胀实验结果,理论与实验相结合,在C语言环境下编译了热变形条件下铁素体相变实际温度计算模型,分析了变形和冷却速度对铁素体相变温度的影响。用该方法进行的计算机模拟结果与实验结果比较,两者吻合良好,表明该模型能够准确计算热轧带钢冷却过程中铁素体实际相变温度,为组织性能预报提供理论依据。     

含Ti超低碳钢流动应力的研究

用Thermecmastor-Z热加工模拟试验机研究了含碳量为0.006%的超低碳钢在两相区变形的形变特征和规律;通过测定钢的流动应力和相变行为,得到了铁素体相变区间。在此基础上,研究了不同的变形工艺对流动应力的影响,建立了流动应力数学模型,从而为预测和控制铁素体区轧制负荷提供了依据。     

700 MPa级高强度耐候钢过冷奥氏体连续冷却相变行为

采用热模拟试验机研究了添加Ni、Cr、Cu的车厢用微合金化耐候钢的过冷奥氏体连续冷却相变行为,并建立了试验钢的静态和动态CCT曲线。结果表明,在无变形条件下,试验钢在各冷速下均不能获得全铁素体组织,冷却速率为0.2 ℃/s时,室温组织中的铁素体含量最高,为41%,平均晶粒尺寸为36.9 μm;在施加30%变形量的条件下,试验钢在0.2 ℃/s冷速下可获得全铁素体+极少量珠光体组织,平均晶粒尺寸为17.9 μm,具有较好的耐腐蚀能力。当冷却速率在0.2~0.5 ℃/s之间(铁素体+珠光体相变区间),提高冷却速率可以增加试验钢的硬度,在施加30%变形量和0.2 ℃/s冷却速率条件下,试验钢的宏观硬度值达181 HV30。