低碳超高强度贝氏体钢的组织细化

对系列低碳、超高强度贝氏体钢(LCUHSBS),通过有效地控制相变温度、冷却速率与回火参数,贝氏体铁素体(BF)含碳量增加、组织细化、碳化物消除以及存在高稳定性、高体积分数的膜状残余奥氏体(AR).利用AFM、SEM等分析并测试了贝氏体钢的显微组织与晶粒尺寸,结果表明,板条束内含有若干大致平行的BF板条,而每一板条由许多切变单元组成;切变单元进一步又分成大量超细亚结构,其直径约为18nm.如此细化的显微组织确保了贝氏体钢在超高强度条件下,冲击吸收能成倍提高.     

改善大截面20SiMn3MoV贝氏体钢组织和性能的热处理工艺

利用X射线衍射分析(XRD)、光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)等研究了930℃加热空冷及930℃加热水冷-空冷交替冷却对Φ53 mm无碳化物贝氏体钢20SiMn3MoV组织和力学性能的影响。结果表明:930℃加热空冷处理后,实验钢的组织较粗大,为贝氏体铁素体(BF)和分布在贝氏体铁素体板条之间的残留奥氏体(AR)组织,晶粒度等级为6.5~7.5级,抗拉强度为1288 MPa,-40℃冲击吸收能量为22.8 J。经930℃加热水冷-空冷交替冷却处理后(先水冷到400~450℃后空冷),实验钢的组织细小,为贝氏体铁素体(BF)和分布在贝氏体铁素体板条之间的残留奥氏体(AR)组织,晶粒度等级为7.5~8.0级,抗拉强度为1393 MPa,-40℃冲击吸收能量为38.8 J,表明水冷-空冷交替冷却工艺细化了实验钢的晶粒,提高了实验钢的强度及韧性,与930℃加热空冷相比,实验钢的强度提高了8.2%,低温韧性提高了70%。     

含Al超细晶粒钢焊接热影响区组织转变的热模拟

为改善超细晶粒钢焊缝热影响区(HAZ)组织软化问题,对不同Al含量的Fe-Mn-Si超细晶粒钢进行了热模拟研究.结果表明,在一定冷速条件下,此类钢随Al元素添加量的变化,组织从上贝氏体转变为无碳化物贝氏体,且随Al含量的不同,无碳化物贝氏体中残留奥氏体含量及其形态存在明显变化.另一方面,适当Al含量可增加此类钢种焊接条件下贝氏铁素体的形核数量,造成晶粒细化.残留奥氏体相数量与形态变化及晶粒细化是含Al超细晶粒钢HAZ区韧性提高的根本原因.     

高强度低碳贝氏体钢的工艺与组织细化

在超低碳贝氏体钢中，采用弛豫-析出-控制相变(RPC)技术可得到细化的中温转变组织，组织类型为细化的板条贝氏体及少量不规则粒状贝氏体或针状铁素体，与一般控轧空冷和调质处理组织比较，除细化外，所得贝氏体类型及形貌均有所不同，通过这种工艺细化的低碳贝氏体钢板其强度比控轧后空冷或轧后再加热-淬火(调质处理)钢有明显提高。在采用RPC工艺时，轧后弛豫时间长短对最终组织细化程度和形貌也有明显影响，从而造成性能有所差别，终轧后弛豫阶段形成并被应变诱导析出物钉扎的位错胞状组织或亚晶结构是细化相变组织、阻碍贝氏体生长的主要原因，冷却过程中，在贝氏体相变前形成的不规则粒状贝氏体或针状铁索体，分割了压扁的原奥氏体晶粒，同样限制了贝氏体板条柬的长度和宽度。     

低合金超高强度钢中的相变及组织控制

概述了低合金超高强度钢中所涉及的相变及组织控制方法。马氏体相变是低合金钢获得超高强度的最基本的途径,通过优化热处理或形变热处理工艺获得细化的马氏体板条是保证超高强度的关键。马氏体钢中足够的塑韧性通过适度回火来保障,回火过程中组织控制的关键是避免脆性渗碳体碳化物的析出。对低合金超高强钢起重要作用的贝氏体主要有两种,下贝氏体和无碳化物贝氏体,其中下贝氏体主要与马氏体一起形成复合组织,细化马氏体板条尺寸。无碳化物贝氏体通过得到超细亚结构或超细板条而获得超高强度,同时利用贝氏体转变的不完全性获得稳定的高碳残留奥氏体来保证塑韧性。残留奥氏体在低合金超高强钢韧性改善方面起着重要作用,Q-P(或Q-P-T)钢和TRIP钢中较多的残留奥氏体可赋予低合金超高强钢超乎寻常的高塑韧性。     

多元微合金化空冷贝氏体钢

中碳和中高碳Ｍｎ－Ｓｉ－８系多元微合金化贝氏体钢，锻后空冷可获得以贝氏体或贝氏体／马氏体为主，含碳化物和少量残留奥氏体的组织。加入微量元素，使奥氏体晶粒和显微组织细化，形成的高硬度碳化物弥散分布，提高硬度，韧性和耐磨性。     

新型Mn系超低碳贝氏体高强高韧钢的开发

在Nb、Ti微合金化超低碳含Mn钢的成分设计基础上,通过控制轧制获得扁平奥氏体,随后控制冷却获得贝氏体组织,开发出新型的高韧性超低碳贝氏体钢.实验结果表明,在0.03C ～ 3.4Mn微合金钢中使扁平奥氏体的厚度细化至4μm左右,超低碳贝氏体组织的屈服强度达到600 MPa,抗拉强度达到780 MPa,上平台冲击功约230 J,实现了强度与韧性的良好配合.利用电子背散射衍射(EBSD)技术对试验钢相变产物的组织形貌进行了表征,并对强韧化机理、成分和工艺的优越性进行了初步的分析.     

细化无碳化物贝氏体无缝钢管组织的热处理工艺

研究了不同热处理工艺下无碳化物贝氏体无缝钢管的显微组织和力学性能。结果表明,热轧态无碳化物贝氏体无缝钢管的组织粗大,强度较高,韧性很低。热轧+低温回火后韧性的提高幅度不大,仍然较低。热轧+正火+低温回火可以改善无碳化物贝氏体无缝钢管的韧性,但仍存在部分粗大的组织。热轧后先长时间高温回火(690 ℃×300 min),再正火和低温回火可以细化无碳化物贝氏体无缝钢管的组织,消除组织遗传性,大幅度提高韧性,冲击断裂特征由脆性断裂转变为韧性断裂。     

超细化低碳贝氏体钢的回火组织及力学性能

研究了弛豫—析出控制相变(RPC)技术参数(弛豫时间)对超细化低碳贝氏体钢回火后组织与性能的影响，同时与控轧后空冷(AC)以及传统的再加热淬火工艺(RQ)得到的回火组织及性能进行了比较．不同RPC技术参数得到的钢板经300—700℃回火1h后，随温度升高均呈现软化硬化再软化的变化规律，只是变化速度及硬度值有所不同．经过AC工艺得到的钢板在回火后硬度和强度变化不明显，而经过RQ处理后的钢板随回火温度升高强度和硬度单调下降．回火前RPC和RQ两种工艺得到的钢板组织均为板条状贝氏体和少量粒贝的复合组织．回火后RPC工艺钢组织变化不明显，只是弛豫不同时间的试样组织粗化速度不同，而RQ工艺钢随回火温度的升高板条很快消失最终演变成多边形铁素体．实验结果表明，利用RPC工艺得到的高强韧性钢板具有良好的热稳定性这种稳定性是由于不同工艺引起组织内位错与析出状态不同造成的。     

铁素体-贝氏体/马氏体双相钢中界面的定量化晶体学表征

利用两相区轧制以及增加轧制后弛豫时间的方法,获得了具有不同铁素体-贝氏体/马氏体比例的双相显微组织实验用钢样品。通过对2种实验用钢的EBSD表征发现,对铁素体间的界面和铁素体与贝氏体/马氏体之间的界面而言,如果界面具有较大的整体取向差,则通常也具有较大的解理面取向差和滑移面取向差;但是如果贝氏体和马氏体内部变体间的界面具有较大的整体取向差,则通常也具有较大的解理面取向差,但并不一定具有较大的滑移面取向差,这种现象在马氏体组织中更为显著。双相钢的塑韧性不仅受到两相比例影响,还受两相晶粒细化程度的影响,所以要提高其综合力学性能,需要从有效滑移单元和有效解理单元2个方面对双相组织分别进行细化。     

Cr-Zn-Al合金溶质原子贫化区贝氏体切变形核的原位观察

分析电镜原位观察证实,Cu—Al-Zn合金贝民体相变孕育期内可形成溶质原子(Zn,Al)贫化区;孕育期后,贝氏体在贫化区内以马氏体切变方式形核     

CHARACTER OF CARBON-DEPLETED REGIONS IN UNDERCOOLED AUSTENITE AND THERMODYANMICS OF BAINITIC TRANSFORMATION

The chemical driving forces for the phase transformation from austenite in three different car-bon-depleted regions into ferrite with the identical composition have been derived respectively.The starting temperature of bainitic transformation,B_s,has also been calculated accordingto the shearing mechanism of bainitic transformation in carbon-depleted regions of austenite.The maximum driving forces for banitic transformation at B_s in both 3% Cr and the CrMosteels were obtained.It was shown that the proposed shearing mechanism of the bainitic trans-formation is thermodynamically possible.     

THEORY OF BAINITIC TRANSFORMATION: A MODEL WITH COUPLED FIRST-ORDER PHASE TRANSFORMATIONS

1.IntroductionBainite,discoveredinsteelmorethansixdecadesago[1],nowhasbecomeanenlargedtermofphysicalmetallurgyandmateriasscience.Itcharacterisesaseriesofphase-transformationproductsformedintherangeofintermediatetemperaturenotonlyinsteelbutalsoinothernonferrousalloysystemsandeveninsomeoxideceramics[2l.Beingofgreatpracticalandtheoreticalimportance,ithasbeenextensivelyinvestigatedanddeeplyconsideredI3.However,someessentialaspectsarestillhighlycontroversialI4].Theexistingtheorlesofthetwoschools,…     

21世纪以来贝氏体钢的研究开发与应用

介绍了21世纪以来国内外贝氏体钢研究开发的现状,分类介绍了Mo-B系列,Mn-B系列,Si-Mn-Mo准贝氏体钢系列,低碳、超低碳贝氏体钢系列,贝氏体复相钢系列等,以及相关钢种在生产领域中的研制开发与应用.     

Si-Mn-Mo系低碳贝氏体钢焊接热影响区的脆化机理

用焊接热模拟,普通光学金相,透射、扫描电镜及电子探针,X射线和常规拉伸、冲出等手段研究了一种新型Si-Mn-Mo系低碳贝氏体钢焊接热影响区过热区的组织和性能的关系,重点探讨了过热区的脆化机理.结果表明,在焊接热模拟条件下,原始奥氏体晶粒尺寸是影响机械性能的主要因素.少量准下贝氏体与低碳马氏体的混合组织具有最佳的强韧性配合.随线能量增加,影响韧性的主要因素是奥氏体晶粒粗化以及高温时碳原子在奥氏体晶界及其附近的偏聚;而且碳原子的这种偏聚是经过较高线能量热循环后出现沿晶脆性断口的主要原因.粒状贝氏体及粒状组织中的M-A岛不是该钢焊接热影响区过热区脆化的原因.     

Si对高强度高韧性贝氏体钢冲击磨损性能的影响

研究了碳含量（质量分数,下同）为0.25%,含Si量分别为0.34%和1.45%的两种高强度贝氏体钢的冲击磨损行为。结果表明,在冲击磨损试验条件下,含1.45%Si贝氏体钢表现出较为强烈的加工硬化特性,经冲击磨损试验后表面更为粗糙,其抗冲击磨损性能低于含0.34%Si贝氏体钢。经约2700次冲击磨损试验后,前者的磨损失重比后者的约高50％。     

中低碳空冷贝氏体钢的冲击磨损行为

研究了含Si量分别为 0 3 4%和 1 45 %的两种高强度 (σb≥ 1 60 0MPa)和高韧性 (αku≥ 84J·cm 2 )空冷贝氏体钢的冲击磨损行为。经透射电镜观察分析 ,含 1 45 %Si空冷贝氏体钢中的贝氏体属于无碳贝氏体 ,而含0 3 4%Si空冷贝氏体钢中的贝氏体属于典型下贝氏体组织。用扫描电镜分析研究了钢的冲击磨损表面及亚表面形貌特征 ,结果表明 ,冲击磨损失重是由于表面疲劳裂纹的萌生与扩展产生表面疲劳剥落所致。经相同冲击次数后 ,含 1 45 %Si钢的亚表面疲劳裂纹长度及裂纹尖端距表面深度均比含 0 3 4%Si的钢长。在冲击磨损试验条件下 ,1 45 %Si钢表现出较为强烈的加工硬化特性 ,经约 1 60 0次冲击磨损试验后 ,磨损失重比 0 3 4%Si贝氏体钢约高 5 0 %,抗冲击磨损性能较低     

控制冷却对新型贝氏体钢组织与性能的影响

研究了不同冷却速度对新型贝氏体钢力学性能及组织的影响。结果表明，奥氏体化后冷却速度控制在25～117C／min时，可以获得良好的力学性能，组织为贝氏体、铁素体和残余奥氏体，在贝氏体转变温度范围内缓冷，对改善贝氏体的韧性有利。     

贝氏体相变研究的某些进展

简要地评述了铜基合金中贝氏体相变研究的某些进展，总结了作者们近年来的主要工作，支持贝氏体切变形成机制