Fe—Ni合金贝氏体长大原位观察

利用透射电镜观察了Ｆｅ－３０ｗｔ－％Ｎｉ合金贝氏体铁素体／奥氏体界面结构，并利用透射电镜高温样品对贝氏体铁素体台阶长大进行了原位动态观测。结果表明，铁素体呈台阶长大形态，在铁素体／奥氏体宽面上存在Ｂｕｒｇｅｒｓ矢量为［１１１］ｂ型的刃型错配位错，铁素体台阶的增厚速率与按Ｚｅｎｅｒ－Ｈｉｌｌｅｒｔ方程计算结果相符。为关于贝氏体生长台阶长大机制提供实验证据。     

钢中贝氏体长大方式的TEM研究

利用ＴＥＭ考察了钢中贝氏体铁素体／奥氏体相界面台阶结构及奥氏体精细结构。用ＴＥＭ温台发现在贝氏体增厚过程中新形成的贝氏体中存在奥氏体预存孪晶；在贝氏体铁素体／奥氏体相界面存在台阶结构，但台阶阶面可对应于母相奥氏体中孪晶面或层错面，表明台阶的阶面为共格的滑移界面。因而贝氏体铁素体／奥氏体相界面可通过界面台阶沿面缺陷进行保守滑移，贝氏体长大具有滑移切变特征。根据实验结果提出了贝氏体二次层错切变模型及组     

巨型台阶的透射电镜观察及其可动性探讨

用透射电镜观察了下贝氏体铁素体宽面上三维形态的巨型台阶，发现巨型台阶可在异相前沿堆积而成尺寸更大的巨型台阶。导致巨型台阶堆积的相为另一片下贝氏体铁素体或下贝氏体碳化物。实验观察到下贝氏体碳化物在巨型台阶前沿奥氏体内析出，而并非在下贝氏体铁素体内析出。有关巨型台阶的堆积与下贝氏体碳化物来源的实验结果为下贝氏体铁素体扩散控制台阶长大机制提供了重要的实验证据。     

钢中贝氏体长大方式的TEM研究

利用ＴＥＭ考察了钢中贝氏体铁素体／奥氏体相界面台阶结构及奥氏体精细结构。用ＴＥＭ温台发现在贝氏体增厚过程中新形成的贝氏体中存在奥氏体预存孪晶；在贝氏体铁素体／奥氏体相界面存在台阶结构，但台阶阶面可对应于母相奥氏体中孪晶面或层错面，表明台阶的阶面为共格的滑移界面。因而贝氏体铁素体／奥氏体相界面可通过界面台阶沿面缺陷进行保守滑移，贝氏体长大具有滑移切变特征。根据实验结果提出了贝氏体二次层错切变模型及组织形貌示意图。     

下贝氏体铁素体宽面上的台阶结构

采用透射电镜技术研究高碳钢下贝氏体铁素体与母相奥氏体界面结构,发现铁素体宽面上存在可移动的生长台阶、巨型台阶以及它们的三维形态;在下贝氏体铁素体宽面上还存在结构台阶,生长台阶也可以由结构台阶演变而来,为下贝氏体的台阶生长机制提供了实验证据。     

200Cr12钢下贝氏体碳化物来源及形成机制

通过本文实验用钢的研究，证明了下贝氏体碳化物的来源。用透射电镜（ＴＥＭ）证实下贝氏体碳化物在下贝氏体铁素体宽面上巨型台阶前沿析出，且呈楔状形态，楔根（较粗的一端）源于巨型台阶前沿，楔尖指向奥氏体基体内部；随着离α／γ界面距离的增加，楔状碳化物截面逐渐变细，最后演变为楔尖状。实验表明：下贝氏体碳化物优先在α／γ界面上巨型台阶阶面前沿形核，或在界面附近奥氏体侧形核，也可在贝氏体铁素体亚片条间奥氏体内形     

巨型台阶的透射电镜观察及其可动性探讨

用透射电镜观察了下贝氏体铁素体宽面上三维形态的巨型台阶，发现巨型台阶可在异相前沿堆积而成尺寸更大的巨型台阶，导致巨型台阶堆积的相为另一片下贝氏体铁素体或下贝氏体碳化物。实验观察到下贝氏体碳化物在巨型台阶前沿奥氏体内分析出，而并非在下贝氏体铁素体内析出，有关巨型台阶的堆积与下贝体碳化物来源的实验结果为下贝氏体铁素体扩散控制台阶长大机制提供了重要的实验证据。     

板条状FCC／BCC相界结构和长大机制

魏氏体铁素体，上贝氏体和板条马氏体均是在过冷奥氏体板条状相变产物，它们的ＦＣＣ／ＢＣＣ相界都接近（１１１）ｔ密排面，本文用高分辨电镜在原子尺度上观察证实了板条马氏体相界台阶一位错结构，结合相变晶体学改进了板条马氏体和魏氏铁素体相界结构模型，这两个模型代表了（１１１）ｆ／（０１１）ｂ原子界面外延匹配可能的位错配置类型，同它们各自的长大动力学相容，贝氏体不可能上述二者之外的相界结构，应通过试验确定，它     

TiNbV微合金钢焊接接头HAZ晶粒长大及相变原位观察

采用激光共聚焦显微镜原位观察方法，研究了大热输入用TiNbV微合金钢在模拟焊接热循环作用下焊接热影响区(HAZ)晶粒长大过程及相变的规律. 热循环过程中加热温度升高至860 ~ 980 ℃时，发生由铁素体和珠光体向奥氏体的转变，1 100 ℃时，奥氏体晶粒开始有明显长大的趋势，1 300 ~ 1 400 ℃时，晶粒以合并长大方式迅速长大；冷却过程中温度降低至1 400 ~ 1 350 ℃时，晶粒以晶界迁移方式缓慢长大，660 ~ 580 ℃时，发生奥氏体迅速向贝氏体转变，焊接HAZ主要由贝氏体与铁素体组成，贝氏体的尺寸是由奥氏体晶粒大小决定的. 热循环高温停留时间延长，奥氏体与贝氏体的形成、终了、转变温度区间均有下降. 结果表明，组织中先共析铁素体含量先降低后增加，贝氏体含量降低，多边形铁素体消失，先共析铁素体含量增加，冷却组织趋于均匀粗大. 焊接过程中，选择合适的高温停留时间可提高组织中IAF的含量，提高力学性能.     

贝氏体相变理论研究进展

总结了国内外贝氏体相变理论研究领域的主要研究成果，急论焦点和重大分歧，涉及贝氏体相变过程伴随的表面浮凸效应，相变产物晶体学，贝氏体铁素体的“中脊”和“边脊”，下贝氏体碳化物的析出形态等，研究了贝氏体碳化物的不同特殊析出形态和α／γ相界面的巨型台阶，提出贝氏体铁素体可能按置换型原子体扩散控制台阶机制长大。     

Application of interrupted cooling experiments to study the mechanism of bainitic ferrite formation in steels

New interrupted cooling experiments have been designed to study the kinetics of bainitic ferrite formation starting from a mixture of austenite and bainitic ferrite. It is found that the kinetics of bainitic ferrite formation during the cooling stage is determined by the isothermal holding time. The formation rate of bainitic ferrite at the beginning of the cooling decreases with increasing prior isothermal holding time. An unexpected stagnant stage during the cooling stage appears when the isothermal holding time increases to a critical point. There are two reasons for the occurrence of the stagnant stage: (i) a solute spike in front of the interface; and (ii) kinetic transition. A so-called Gibbs energy balance approach, in which the dissipation of Gibbs energy due to diffusion inside the interface and interface friction is assumed to be equal to the available chemical driving force, is applied to theoretically explain the stagnant stage. A kinetics transition from a fast growth mode without diffusion of Mn and Si inside the austenite–bainitic ferrite interfaces to a slow growth mode with diffusion inside the interface is predicted. The stagnant stage is caused by the transition to a slow growth mode. The Gibbs energy balance approach describes the experimental observations very well.     

PHASE TRANSFORMATION UNIT OF BAINITIC FERRITE AND ITS SURFACE RELIEF IN LOW AND MEDIUM CARBON ALLOY STEELS

The lath-or plate-shaped bainitic ferrite of low and medium carbon alloy steels consists ofpackets of ferrite sublaths which are composed of many finer and regular ferrite blocks.Theyare uniform shear growth units of bainitic phase transformation.No carbide is precipitatedfrom them.The bainitic O-carbides are precipitated from γ-α interface or carbon-richaustenite.The mode of arrangement of the units in ferrite sublath packet is in uni-or bi-di-rection.Single surface relief is produced by the accumulation of uniform shear strains with allthe ferrite units arranged unidirectionally in a sublath packet,while tent-shaped surface reliefis formed by the integration of the uniform shear strains of two groups with ferrite units pilingup in two directions and growing face to face;whereas if they grow back to back,the integra-tion will be responsible for invert-tent-shaped surface relief.The interface trace between twogroups of ferrite units in a sublath packet is shown as“midrib”.     

含硅钢下贝氏体中台阶及残余奥氏体层错的透射电镜观察

用透射电镜研究了６５Ｓｉ２ＭｎＷＡ和４０ＣｒＭｎＳｉＭｏＶＡ钢下贝氏体中台阶及残余奥氏体的精细结构。发现残余奥氏体中有大量层错，并且层错条纹与台阶具有对应关系。认为，贝氏体铁素体长大时，台阶有可能沿母相层错面直接切变增厚，而不是依靠台阶的侧向迁移来完成。     

低碳钢中晶界铁素体/原奥氏体界面对贝氏体转变的影响

采用电子背散射衍射 (EBSD) 研究了低碳Fe--C--Mn--Si钢中晶界铁素体/原奥氏体界面对贝氏体形核的影响. 通过两阶段等温热 处理, 获得了晶界铁素体和贝氏体的混合组织. 结合金相观察和取向测量, 发现晶界铁素体与贝氏铁素体之间的界面分为两种, 一种界面不清晰, 一种界面清晰. 分析表明, 在晶界铁素体/贝氏体界面不清晰一侧, 晶界铁素体与原奥氏体保持取向关系, 贝氏体在这类界面形 核生长, 且取向与晶界铁素体保持一致; 在晶界铁素体/贝氏体界面清晰一侧, 晶界铁素体与原奥氏体无取向关系, 且贝氏体与晶界铁素体之间取向差较大.     

Fe-C-Mn-Si钢中奥氏体共格孪晶界对贝氏体铁素体变体选择的影响

将C含量(质量分数)分别为0.05%和0.4%的Fe-C-Mn-Si钢进行等温处理得到贝氏体组织,采用EBSD技术对奥氏体共格孪晶界上形成的贝氏体铁素体变体进行分析.结果表明,2种钢中的贝氏体铁素体与母相奥氏体均成近似K-S取向关系.奥氏体孪晶界两侧形成取向相同的变体对.此变体对形成后,孪晶界基本不再显现.晶体学分析表明,共格孪晶界两侧可能出现的变体对最多不超过3组,且这3组变体对的惯习面均与孪晶界平行,因此,贝氏体铁素体变体都将沿孪晶界生长.含C量为0.05%的Fe-C-Mn-Si钢中奥氏体孪晶界上只观察到一组贝氏体铁素体变体对的形成,这是因为C含量较低,贝氏体铁素体生长速度较快,消除了其它变体对的形核机会,先形核的变体对一旦形核就迅速覆盖整个孪晶面.而在含C量为0.4%的Fe C Mn-Si钢中,由于C含量较高,贝氏体铁素体生长速度较慢,3组变体对均有机会形核,因此,在孪晶界上可以观察到这3组变体对同时出现.     

Fe-C-Mn-Si钢中奥氏体共格孪晶界对贝氏体铁素体变体选择的影响

将C含量(质量分数)分别为0.05%和0.4%的Fe-C-Mn-Si钢进行等温处理得到贝氏体组织,采用EBSD技术对奥氏体共格孪晶界上形成的贝氏体铁素体变体进行分析.结果表明,2种钢中的贝氏体铁素体与母相奥氏体均成近似K-S取向关系.奥氏体孪晶界两侧形成取向相同的变体对.此变体对形成后,孪晶界基本不再显现.晶体学分析表明,共格孪晶界两侧可能出现的变体对最多不超过3组,且这3组变体对的惯习面均与孪晶界平行,因此,贝氏体铁素体变体都将沿孪晶界生长.含C量为0.05%的Fe-C-Mn-Si钢中奥氏体孪晶界上只观察到一组贝氏体铁素体变体对的形成,这是因为C含量较低,贝氏体铁素体生长速度较快,消除了其它变体对的形核机会,先形核的变体对一旦形核就迅速覆盖整个孪晶面.而在含C量为0.4%的Fe-C-Mn-Si钢中,由于C含量较高,贝氏体铁素体生长速度较慢,3组变体对均有机会形核,因此,在孪晶界上可以观察到这3组变体对同时出现.     

微合金高强钢焊接热影响区中粒状贝氏体微观结构的实验研究

运用电子显微技术研究了ＱＴ型微合金钢模拟焊接热影响区粒状贝氏体的微观结构。结果显示,在金相截面上呈长条形的Ｍ－Ａ组元的空间形态为薄板状;而在金相截面上呈不规则多边形的Ｍ－Ａ组元的空间形态为近似于等轴的块状。Ｍ－Ａ组元与铁素体之间的界面可进一步划分为马氏体／铁素体界和残余奥氏体／铁素体界。在具有块状Ｍ－Ａ组元的粒状贝氏体团中,贝氏体与铁素体之间有高角晶界相隔,并分析和讨论了这些现象与理解断裂和韧性的     

下贝氏体中碳化物的析出

通过3组实验证实了下贝氏体碳化物是在α/γ界面的奥氏体一侧析出,并向奥氏体中生长,同时也在贝氏体亚单元之间析出.在形态上,碳化物存在于铁素体内,也可跨越α/γ或α/α界面;在整个相变过程中,铁素体与碳化物的长大呈相互竞争机制,碳化物从α/γ界面的γ一侧析出,但铁素体的长大速度远高于碳化物,二者长大的结果是铁素体将碳化物包围,导致碳化物似乎是由铁素体中析出的假象;用热力学及台阶理论对实验结果做了分析,在实验证据及理论分析的基础上,提出了下贝氏体碳化物的析出及长大模型;下贝氏体碳化物是由富碳残余奥氏体中析出而不是由碳过饱和的铁素体中析出,其实质是确定新形成的贝氏体铁素体中是否含有过饱和碳,这直接涉及贝氏体相变机制的类型.     

INFLUENCE OF HOT DEFORMATION ON CONTINUOUS COOLING BAINITIC TRANSFORMATION IN A LOW CARBON STEEL

1.IntroductionRecently,greatprogresshasbeenmadeintheresearchofthebainiticmicrostructuralcharacteristicsandtransformationbehaviorfor(ultra)lowcarbonsteel,especiallyoncontinuouslycoolingtransformatio.[ll.Itisknownthatthemorphologyofbainiticstructurefromcontinuouslycoolingtransformationisverydifferentfromthatfromisothermalheatt...t...t[2--v].Fromtheviewpointofindustrialapplicationthattheultralowcarbonbainiticsteelareproduc,gdbythermomechanicalcontrolledprocess(TMCP),thestudyofcontinuouscoolingt…