低中碳合金钢贝氏体铁素体的相变基元及其表面浮雕

低中碳合金钢的条状和片状贝氏体铁素体包含着集结成束的铁素体亚条,亚条由多个有规则形状的铁素体细块组成,它是贝氏体铁素体的均匀切变长大的相变基元,其中无碳化物析出。贝氏体θ-碳化物来源于α基元块的相界沉淀,或富化碳奥氏体的脱溶分解。铁素体亚条束的基元群有单、双向两种排列方式。单面表面浮雕是单向排列基元群的基元块单向均匀切变应变的累积所构成的;帐篷式的双面表面浮雕是双向排列的二组基元群的基元块相向均匀切变应变的累积所引起的,当二组基元群的基元块向背均匀切变应变的累积便形成倒置帐篷式的双面表面浮雕。二组基元群的间界面显示为“中脊面”。     

低碳Mn-Nb-V和Mn-Mo-Nb-V钢中的贝氏体转变

大森等和Habraken曾分别研究了低碳低合金钢中出现的B_Ⅰ型、B_Ⅱ型、B_Ⅲ型贝氏体和粒状贝氏体的特点和形态。我们对低碳Mn-Nb-V和Mn-Mo-Nb-V钢中的贝氏体进行光学显微镜和透射电子显微镜观察,研究贝氏体形态和转变。试验用钢用感应炉冶炼,锻成直径15 mm的圆棒,经退火加工成直径12mm厚2mm的片试样。其化学成分如下(wt-%):     

Si和Mn对钢中贝氏体形态和转变动力学的影响

分析了六种Fe-C-Si、Fe-C-Mn及Fe-C-Si-Mn合金的贝氏体(α_b)形态和微观亚结构,结果表明α_b的形态与Si,Mn类拖曳作用有密切关系,由计算得出的相变体积自由能差△G_v可粗略地估算出贝氏体相变的理论孕育时间τ,与TTT曲线上实测孕育时间比较,表明Fe-C-Mn及FE—C—Si—Mn的τ值基本上不取决于△G_v。的大小,用SIMS+EDS与二次离子谱仪(SIMS)测出F-C-Si-Mn中Mn在原奥氏体晶界上偏聚,从而抑制了β_b在该处形核,本文还讨论了Si,Mn共存时对相变动力学的复合作用。     

Cu－Zn－Al合金中马氏体和贝氏体浮突的原子力显微镜研究

首次采用原子力显微镜（ＡＦＭ）对Ｃｕ－Ｚｎ－Ａｌ合金中的马氏体浮突和贝氏体浮突进行了定量观测。在此基础上，将ＡＦＭ的测量结果与马氏体相变表象理论（ＰＴＭＣ）进行了对比，发现马氏体浮突角与ＰＴＭＣ理论相符合，而贝氏体浮突角与ＰＴＭＣ理论不符合，说明贝氏体相变机制与马氏体不同，不可能是切变机制；同时发现贝氏体浮突是一组贝氏体亚单元所造成的浮突组成的浮突群     

MIDDLE TEMPERATURE TRANSFORMATION OF MASSIVE FERRITE IN LOW OR MEDIUM CARBON ALLOY STEELS

在低、中碳合金钢的中温区内,除板条状铁素体转变外还存在块状铁素体转变。中温块状铁素体的三维形态呈不规则的或等轴的块状,系由较高密度位错的块状亚结构所组成,它可在晶内或晶界形核,非共格长大。在相变时,γ/α间不具有固定的位向关系、惯析面与长大取向。随着形成温度的降低,在块内可出现不同分布方式的碳化物,它们与基体间各具有一定的位向关系和惯析面。在块内、块间或沿晶界可形成富碳的岛状组织,常温下它是由M或M+A所组成,其中马氏体与母相间有K-S和N-W位向关系。初步认为,中温块状铁素体组织的形成是铁原子短程扩散的γ→α转变与碳原子长程扩散并以富碳岛状组织或碳化物的方式出现的综合结果。     

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…     

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.     

Mn含量对低碳钢中铁素体动态再结晶的影响

利用Gleeble 1500型热模拟试验机进行单向热压缩实验,借助金相分析技术、扫描电镜技术等手段研究了3种碳含量基本相同、Mn含量不同的低碳钢在变形温度分别为700和600℃、应变速率分别为10^-3s^-3-10^1s^-1条件下的热变形行为以及组织演变规律,分析了Mn含量对低碳钢中铁素体动态再结晶行为的影响．结果表明：本实验所用3种低碳钢中的铁素体在一定变形条件下均发生了动态再结晶,但Mn含量越低,发生动态再结晶的工艺范围越宽．Mn对钢中铁素体动态再结晶的影响主要表现在：Mn含量增加,一方面可导致钢中珠光体增加,另一方面提高了低碳钢在铁素体相区变形时的形变激活能;前者促进、后者阻碍了铁素体动态再结晶．总体上,Mn含量的增加对铁素体动态再结晶过程不利．在铁素体动态再结晶能够进行完全的工艺条件下,增加低碳钢中的Mn含量可以得到更加细小的铁素体动态再结晶晶粒．     

Fe－C合金贝氏体铁素体的相变基元与类马氏体形貌贝氏体的形成

本文从多方面研究观察再次证实贝氏体铁素体相变基元的存在，相变基元为切变相变基元，并提出其形态示意图。在Ｆｅ－Ｃ合金中，本文观察到正三角型、交叉型、“Ｎ”型和蝴蝶型类马氏体形貌贝氏体。在交叉型贝氏体中，发现基元相对滑移的、相互脱节的、形成“束腰”的和互换生长取向的交叉型贝氏体，交叉效应直接体现于相变基元的活动行为，相应提出其活动行为示意图。导致交叉的应力场是切变相变剪切应力集中应力场，贝氏体交叉的形成是切变应力－应变诱发贝氏体转变的结果。在应变诱发贝氏体转变时，相变驱动力的补偿与奥氏体所发生的真实应变的平方成正比，两贝氏体铁素体碰撞非常猛烈，承认其形成方式为切变型可得到说明。     

低碳钢应变诱导铁素体相变发生的温度条件

用Gleebloe1500热模拟实验机进行了低碳钢不同温度下变形后自动落入水中的淬火实验，组织分析表明铁素体的组织形态在一定温度下发生了明显变化，结合变形后冷却过程膨胀曲线的测量结果。确定实验条件下应变诱导相变发生的上限温度为830℃左右，利用喷水淬火法试样冷却速度分布不均匀的现象，确定低碳钢变形后抑制铁素体析出的临界冷却速度为400℃/s,并采用此方法确定了应变诱导相变的上限温度，结合实验结果对应变诱导铁素体相变机制及发生的温度条件进行了分析。     

奥氏体贫碳区性质与贝氏体相变热力学SCIEI

奥氏体内贫碳区可分为三类,即平衡贫碳区、非平衡贫碳区及随机贫碳区,分析计算了各类贫碳区内奥氏体转变为同成分铁素体的相变化学驱动力,根据奥氏体贫碳区内贝氏体切变转变机制计算了贝氏体相变开始温度B_s,3％Cr钢和CrMo钢在其B_S温度可获得的最大相变驱动力。在整个贝氏体相变温区,贝氏体铁素体以部分过饱和碳量切变形成的构想在热力学上是可能的。     

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.     

利用相变进行低碳钢的亚微米化

以低碳微合金钢为对象,提出了一种利用相变进行亚微米化的新方法.通过大变形量温变形和循环淬火相结合的方法,使奥氏体晶粒细化到1-2 μm.在一般冷速的连续冷却条件下,得到的铁素体粒径接近或超过原奥氏体晶粒;若冷却过程中在Ar3点以下施加较大的变形,则可以获得尺寸为0.1-0.3 μm的亚微米级铁素体组织.大变形量的温变形使得原始组织中的碳化物分布均匀,促进了加热过程中碳化物的溶解及超细奥氏体晶粒的形成;晶界滑动促进奥氏体的晶界形核可能是超细奥氏体形变诱导相变的主要机制.     

DEFORMATION ENHANCED FERRITE TRANSFORMATION IN PLAIN LOW CARBON STEEL

1. IntroductionGrain refinement is an effective way of increasing strength and ductility of metallicmaterials simultaneously. In recent ten years the approach to the grain refinement in steelsexperienced a period from thermal mechanical controlling processing (TMCP) in the yearsof 60--70's to the strain induced transformation in 80's. Its basic concept is to the controlof recrystallization, transformation and grain growth in different periods of hot working byutilizing microalloying elemellt…     

低碳微合金钢中针状铁素体的形成与控制

低碳微合金钢连续冷却时都会产生多种类型的中温转变组织,低冷速下主要得到粒状贝氏体组织,高冷速下主要得到板条贝氏体组织．连续冷却时,在较高中温转变温度范围可形成针状铁素体,其转变受冷却速度和过冷温度影响．通过控冷可以在低碳微合金钢中得到贝氏体和针状铁素体多相组织,利用针状铁素体能改善高强度低碳微合金钢的综合力学性能．     

贝体/马氏体复相组织对低碳合金钢强韧性的影响

对低碳Mn-Cr系和低碳Mn-Si-Cr系低合金钢采用空冷和油淬方式分别处理成贝氏体/马氏体复相组织和马氏体组织,探讨了显微组织和回火温度对钢的强韧性的影响.电镜分析表明,空冷处理的低碳Mn-Cr系和低碳Mn-Si-Cr系低合金钢中的贝氏体分别为典型贝氏体和无碳化物贝氏体.Formaster-F相变仪测定表明经空冷处理后,两种钢复相组织中的贝氏体含量均约为20%.力学性能实验表明,空冷低碳Mn-Cr系合金钢在未回火状态下就具有较高的冲击韧度.低碳Mn-Si-Cr系低合金钢油淬后的低温回火脆性开始温度约为220℃,而空冷后其低温回火脆性开始温度提高至360℃以上.示波冲击实验表明,未回火状态的空冷低碳Mn-Cr系低合金钢和360℃回火后的空冷低碳Mn-Si-Cr系低合金钢具有较高的冲击韧度是由于在该状态下实验钢具有较高的裂纹扩展功所致,因此,空冷低碳Mn-Cr系合金钢可在未回火状态下使用,空冷低碳Mn-Si-Cr系低合金钢必须在回火后使用,经340-360℃回火后,空冷低碳Mn-Si-Cr系低合金钢具有较高的强韧性.     

Si对低碳贝氏体钢组织和性能的影响

Si在一定含量范围内,使低碳贝氏体钢中粒状贝氏体相对量、M—A岛体积分数、残余奥氏体量及其稳定性增加,从而提高钢的强度和韧性。在v_t=156℃/min冷速下,Si为1.62%时,钢的强韧性出现极大值;v_t=7.9和0.9℃/min时,Si>1.99%后,大量共析铁素体的析出降低了钢的强度和韧性,Si为1.99%时,强韧性最高,最佳Si含量为1.62—1.99%。     

低温变形低碳钢超细铁素体的形成

在Ｇｌｅｅｂｌｅ ２０００热模拟实验机上通过变形同时水淬和减少变形量的方法,对普通低碳钢低温变形获得超细晶铁素体的机制进行了研究。结果表明：超细晶铁素体的获得主要是形变诱导铁素体和铁素体动态再结晶两种机制共同作用的结果。在８７０－７６０℃低温８０％变形可以获得的等轴均匀超细晶铁素体。形变量控制铁素体的析出量和动态再结晶。应变速率影响形变诱导铁素体所需的临界变形量。冷却过程对铁素体的析出量不产生决定     

MATHEMATICAL MODELLING OF PHASE TRANSFORMATION FROM HOT—DEFORMED AUSTENITE IN LOW CARBON STEELS

On the basis of superelement model, Cahn's transformation kinetics theory and Scheil's additivity rule, the CCT diagrams and transformation kinetics in low carbon steel were predicted considering both undeformed and deformed conditions. The influence of deformation on phase equilibria and transformation incubation period was evaluated quantitatively. The recrystallization kinetics and the evolution of dislocation density were calculated during continuous cooling. The results show deformation considerably shortens transformation incubation period, accelerates transformation kinetics and makes CCT curve shift leftwards. The calculated CCT diagrams and the volume fraction of each phase are in good agreement with measurements.     

低碳钢过冷奥氏体形变过程超细铁素体的形成

采用过冷奥氏体在A3-Ar3之间变形工艺，获得平均晶粒尺寸约为2μm的微细铁素体晶粒组织，过冷奥氏体形变过程的组织演变包括两个阶段，形变前期以形变强化相变铁素体转变为主导；当相变基本完成后，形变后期以铁素体的动态再结晶为主，形变强化相变是一以形核为主的过程，是晶粒细化的主要原因，应变量较小时，铁素体主要沿原奥氏体晶界及晶内变形带等位置形核，随应变量的增加，以铁素体转变前沿畸变区的反复形核为主。