贝氏体相变机制的研究进展

简要地总结了清华大学贝氏体相变研究组在贝氏体相变领域的主要研究成果。包括以下方面 :①利用TEM、AFM、STM发现了钢及有色合金中的贝氏体超精细结构 ;②利用STM发现贝氏体表面浮突大多是由与超亚单元相对应的“帐篷型”小浮突群组成的 ;③利用TEM和STM证实了三维巨型台阶存在的普遍性和可动性 ;④发现钢中贝氏体碳化物在α/γ界面的γ侧形核并向奥氏体内生长 ;⑤概述了贝氏体的激发形核 台阶长大机制及其理论计算 ;⑥用前述相变机制解释了贝氏体的多层次复杂结构 ,以及上贝氏体、下贝氏体等不同形态的形成原因。     

Cu－Zn－Al合金贝氏体的三个生长阶段及其精细结构研究

利用透射镜研究了Ｃｕ－Ｚｎ－Ａｌ合金贝氏体ａ＿１相在相变过程中的精细结构变化，发现贝氏体的生长经历三个阶段：初生态、中间态和退化态。初生贝氏体内不含层错亚结构，ａ＿１依台阶机制长大到一定程度后，内部出现层错；随转变进一步进行，ａ＿１内的层错结构逐渐消失，发生“过退火”，最终向平衡相转变。     

Cu－Zn－Al合金中贝氏体的扫描隧道显微镜分析

本文用扫描隧道显微镜（ＳＴＭ）在天气中研究了Ｃｕ－２７．２ｗｔ．％Ｚｎ－４．７ｗｔ．％Ａｌ合金中的贝氏体的精细结构，并与透射电镜（ＴＥＭ）及扫描电镜（ＳＥＭ）下的形态进行了比较，发现Ｃｕ－Ｚｎ－Ａｌ合金中贝氏体是由亚片条或亚单元组成，亚单元由超亚单元构成，进而为贝氏体相变机制的再认识提供了重要的实验基础，并在此基础上提出Ｃｕ－Ｚｎ－Ａｌ合金中贝氏体的形成模型。     

球磨机中磨球冲击特性的理论计算

球磨机磨球的冲击应力对磨球和衬板的选材设计来说至关重要。推导了球磨机中磨球的最大冲击速度和冲击功计算公式，依据Ｈｅｒｔｚ弹性接触理论计算了磨球的最大冲击应力、冲击接触时间以及冲击接触区直径。发现，磨球冲击应力很大，可达１０ＧＰａ量级；接触时间短，为０．１ｍｓ量级；接触区域相对于整个磨球来说很小。用试验数据对计算结果作了验证，证明所作计算是合理的。     

0.02%Nb空冷仿晶界型铁素体/粒状贝氏体复相钢的相变及强韧性

采用Gleeble-1500D热模拟机进行热模拟实验和轧制实验,研究了添加0.02%Nb对仿晶界型铁素体(F_(GBA))/粒状贝氏体(B_G)复相空冷钢相变及力学性能的影响.结果表明,0.02%Nb使该钢的连续冷却转变曲线右移,淬透性增加;0.02%Nb抑制了γ→α相变,细化了仿晶界铁素体,促进了粒状贝氏体转变,细化了粒状贝氏体及其内部的铁素体片条及马氏体-奥氏体(M-A)岛.与不含Nb的F_(GBA)/B_G复相钢相比,由于组织细化及强化相体积分数的提高,含0.02%Nb的复相钢经轧后空冷后抗拉强度上升了157 MPa,屈服强度增加了93 MPa,强化效果显著.分析了添加0.02%Nb使复相钢的组织细化及强化相体积分数增加的原因.     

采用模拟方法对反应堆压力容器大锻件用钢的研究

采用数值模拟和物理模拟方法对反应堆压力容器特厚大锻件用钢进行了研究.采用NSHT程序模拟400 mm×800 mm×800 mm模拟锻件淬火过程中的温度场分布,通过小试样控制冷却模拟锻件淬火,对实验钢的化学成分和热处理工艺进行了优化,并探讨了成分与热处理对组织与性能的影响.     

人工神经网络预测Si对空冷贝氏体钢CCT图的影响

分析了Si对新型空冷贝氏体钢CCT图的影响.采用人工神经网络对Si含量对新型空冷贝氏体钢CCT图的影响进行了定量分析.结果表明,Si提高奥氏体形成温度,促进高温转变,抑制贝氏体转变和马氏体转变.     

贝氏体钢的强韧化途径

发现在粒状贝氏体组织中,控制其小岛尺寸、数量和分布,可获良好强性,研制出粒状贝氏体钢。首次用粥的仿晶界型铁素作韧性与粒贝结合,可获优良强韧性,并研制出此类复相钢。通过合金设计,在空冷条件下获得具有超精细结构的无碳化物贝氏体／马氏体复相组织,贝氏体各层次单元由奥氏体膜包围,使贝氏体／马氏体复相组织具有优良的强韧性,并研制出此类高强高韧钢。     

硅对贝氏体铸钢高应力冲击磨损性能的影响

研究了不同硅含量（0．7％－2．4％,质量分数,下同）贝氏体铸钢的抗高应力磨损性能和失效机制。结果表明：高效硅贝氏体铸钢的耐磨性能较低硅钢显提高,其磨损失重约是低硅贝氏体铸钢的1．2,这是因为硅使氏体铸钢在高应力冲击磨损下表现出不同的失效机制。低硅（0．7％）贝氏体铸钢由于韧性低、组织结构粗大及树枝晶的微区成分偏析,故材料抵抗冲击的能力很低,常在表面还未形成强烈变形层（白层）甚至变形层时,就在变形层和材料基体内产生裂纹并扩展,故低硅贝氏体铸钢的失铲方式为变形层和基体剥落机制。而硅含量为1．65－2．4％的高硅贝氏体铸钢,因脆性的渗碳体被韧性的残余奥氏体所代替,钢的韧性显提高,失效方式表现为白层的剥落机制。     

稀土、钛变质对贝氏体铸钢成分偏析及强韧性的影响

研究了稀土、钛和稀土 /钛复合变质对贝氏体铸钢成分偏析和强韧性的影响。结果表明 :采用稀土 /钛复合变质剂能基本上消除碳和其它元素 (Si、Cr)的枝晶偏析。复合变质后铸钢的硬度和冲击韧度同时提高。冲击韧度提高来源于晶粒细化、残余块状奥氏体较少、夹杂物改性等。硬度提高主要是由于成份偏析较小 ,使枝干碳和合金元素含量提高 ,从而使马氏体中的碳含量提高所致。