新书《贝氏体相变新论》简介

正近日将出版一本新书:《贝氏体相变新论》,刘宗昌等著。该书是21世纪以来论述贝氏体相变理论及其应用的新书。其试验新、内容新、概念新,理论新、理论意义和应用价值高。该书理论与实际相结合,论述了贝氏体的成分、组织形貌和精细亚结构,贝氏体及贝氏体相变物理本质,贝氏体相变热力学,相变动力学。阐述了贝氏体相变的过渡性特征,贝氏体和贝氏体相变的定义。分析论述了贝氏体相变新机制,新理论。该书内容不同于20世纪扩散学派和切变学派对于贝氏体相变论争的观点,是刘宗昌教授等人实验研究的新成果。     

贝氏体相变的激发－台阶机制

简要总结了贝氏体相变切变及扩散控制台阶长大理论面临的主要问题．并首次基于台阶长大理论，提出贝氏体相变的激发－台阶机制及其相变模型．     

贝氏体相变的激发—台阶机制

简要总结了贝氏体相变切变及扩散控制台阶长大理论而面临的主要问题，并首次基于台阶长大理论，提出贝氏体相变的激发－台阶机制及其相变模型。     

贝氏体相变与等温淬火球铁

详细介绍了贝氏体相变的特征及其分类。指出不同化学成分和不同等温温度时贝氏体相变产物的组织形态不同，铁素体是贝氏体中不可缺少的组成部分，以及碳化物的存在与否不是判断贝氏体的必要依据。研究了等温淬火球铁的相变过程，指出了对等温淬火球铁组织命名的看法。     

钢中贝氏体相变的先期效应

本文对贝氏体相变前奥氏体内形成贫碳区学说及形成显微亚区学说作了评述。并用內耗研究结果阐明,钢及其脱碳合金和其他有色合金中,贝氏体相变的先期效应都为贝氏体的形核过程。     

贝氏体相变新理论及研究历程

研究贝氏体相变的机制具有重要的理论意义和工程应用价值。叙述了贝氏体相变两派论争的梗概。指出两派关于贝氏体相变论争了近40年而无果,应当总结教训。指出过渡性是贝氏体相变最主要的特征,但两派均忽略了贝氏体相变的过渡性。阐明了贝氏体的有关概念,叙述了贝氏体相变新机制。试验及理论均表明贝氏体相变既非扩散过程,也非切变过程,而是界面原子非协同热激活跃迁过程。     

贝氏体相变特点的研究

研究贝氏体相变的特点,弄清贝氏体相变反应与共析分解的区别极为重要.本文应用QUANTA-400环扫电镜和JEM-2010高分辨电镜观察了多种钢的珠光体和贝氏体组织形貌和亚结构.综合以往的研究资料,从表象到本质上分析了贝氏体相变的特征,阐述了贝氏体相变与共析分解的区别.认为贝氏体相变具有过渡性特征,贝氏体相变绝非共析分解.有的学者将贝氏体相变说成是共析分解的延续,那是不正确的.从贝氏体的物理本质出发,提出了钢中的珠光体、贝氏体、共析分解、钢中贝氏体相变等重要概念的新定义.     

贝氏体相变特点的研究

研究贝氏体相变的特点,弄清贝氏体相变反应与共析分解的区别极为重要.本文应用QUANTA-400环扫电镜和JEM-2010高分辨电镜观察了多种钢的珠光体和贝氏体组织形貌和亚结构.综合以往的研究资料,从表象到本质上分析了贝氏体相变的特征,阐述了贝氏体相变与共析分解的区别.认为:贝氏体相变具有过渡性特征,贝氏体相变绝非共析分解.有的学者将贝氏体相变说成是共析分解的延续,那是不正确的.从贝氏体的物理本质出发,提出了钢中的珠光体、贝氏体、共析分解、钢中贝氏体相变等重要概念的新定义.     

贝氏体相变特点的研究

研究贝氏体相变的特点，弄清贝氏体相变反应与共析分解的区别极为重要。本文应用QUANTA--400环扫电镜和JEM-2010高分辨电镜观察了多种钢的珠光体和贝氏体组织形貌和亚结构。综合以往的研究资料，从表象到本质上分析了贝氏体相变的特征，阐述了贝氏体相变与共析分解的区别。认为：贝氏体相变具有过渡性特征，贝氏体相变绝非共析分解。有的学者将贝氏体相变说成是共析分解的延续，那是不正确的。从贝氏体的物理本质出发，提出了钢中的珠光体、贝氏体、共析分解、钢中贝氏体相变等重要概念的新定义。     

预相变马氏体对超级贝氏体钢组织热稳定性的影响

为明确超级贝氏体组织失稳机制以及探索提高超级贝氏体钢中残余奥氏体热稳定性的方法,通过预相变马氏体工艺,即在等温贝氏体相变前引入预相变马氏体,制备了中碳超级贝氏体钢。对比分析了回火前后中碳超级贝氏体钢显微组织和力学性能的变化,研究了预相变马氏体对中碳超级贝氏体钢中贝氏体组织及残余奥氏体热稳定性的影响。结果表明：预相变马氏体的存在能够细化贝氏体铁素体板条,提高残余奥氏体含量和热稳定性。预相变马氏体的引入及其对超级贝氏体组织的细化作用使得试验钢的屈服强度超过1 000 MPa,伸长率大于20%;300～600℃回火1 h后,高碳薄膜状残余奥氏体首先发生分解,形成细小的碳化物,然后贝氏体铁素体板条发生回复和再结晶,形成沿原板条方向的铁素体晶粒;600℃回火后试验钢的屈服强度仍与回火前相当,主要是预相变马氏体周围的薄膜状残余奥氏体未发生明显分解,能够抑制相邻贝氏体铁素体板条的回复。     

奥氏体变形对超级贝氏体相变和组织的影响

设计及冶炼了一种Fe-Mn-Si系超级贝氏体钢,在Gleebe-1500热模拟试验机上研究了奥氏体变形对该低温贝氏体相变和组织的影响。结果表明,奥氏体变形对超级贝氏体组织形貌有很大的影响;奥氏体高温变形缩短贝氏体相变孕育期,但阻滞贝氏体相变体积分数;奥氏体低温变形大大缩短了贝氏体相变孕育期,明显促进贝氏体相变过程,转变后贝氏体组织呈明显的纤维状变形组织。     

钢中贝氏体相变研究新进展

最近支持扩散或切变机制的学派都提供了很多实验观察的事实和理论计算的结果。目前对贝氏体相变机制争论的重点在于:碳原子和合金元素原子在贝氏体相变时的行为,贝氏体的形核理论和整体动力学,贝氏体相变造成的表面浮凸及贝氏体相变晶体学等。对最近这些方面的研究成果以及外界条件(应力、磁场)对贝氏体相变的影响总结分析后发现,钢中贝氏体相变机制可能与钢的成分和相变温度相关而非单一的相变机制。日后需对贝氏体相变与钢的成分和温度之间的关系进行深入研究而并不是仅限于论证贝氏体是由单纯的扩散还是切变机制形成。     

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。     

贝氏体相变的过渡性特征及定义

把握贝氏体相变的过渡性极为重要。研究表明贝氏体相变具有从扩散型相变到无扩散型相变的过渡性特征,它具有共析分解的某些特征,又跟马氏体相变有联系,同时与二者具有本质上的区别。依据实验事实,科学地修正了贝氏体的概念,给出了贝氏体相变的定义。     

变形对贝氏体钢等温相变动力学影响

奥氏体预变形影响后续贝氏体相变,采用SEM、膨胀法和XRD衍射分析等实验方法,研究了奥氏体预变形对等温贝氏体相变动力学的影响规律。结果表明,300℃变形25%加速贝氏体相变,且贝氏体最终转量增多,室温组织中残留奥氏体量与贝氏体转变量相关,随贝氏体转变量增大而增多,变形对等温贝氏体相变的影响与变形温度和变形程度有关。此外,首次提出了变形条件下贝氏体相变动力学Avrami修正模型,为下一步系统建立变形条件下贝氏体相变动力学模型提供了参考。本文的结果为缩短高强塑积无碳化物贝氏体钢生产时间提供了有效途径。     

变形对超高强贝氏体钢组织和力学性能的影响

采用低温奥氏体预变形+等温贝氏体相变相结合的工艺,研究了变形对中碳贝氏体钢相变和组织的影响,利用热模拟实验、SEM、TEM、XRD和拉伸实验等分析了变形影响残余奥氏体的微观机理及其对强塑性的影响规律.结果表明,过冷奥氏体在300℃变形20％,不仅可以加速随后等温贝氏体相变,细化贝氏体组织,同时还能增加室温组织中的残余奥氏体及其稳定性.残余奥氏体稳定性同时受C含量和位错密度影响,延长等温时间可以增加奥氏体中C含量;变形可以使奥氏体中位错密度增加,有利于获得稳定性较高的残余奥氏体,从而优化超高强贝氏体钢综合性能,制备的中碳超高强贝氏体钢抗拉强度为1733 MPa,延伸率达到15.7％.     

奥氏体化条件对高强度贝氏体钢相变动力学的影响

以低碳Si-Mn-Nb贝氏体钢为研究对象,利用相变仪进行贝氏体区等温实验。通过对热膨胀曲线的分析,获得了贝氏体相变动力学曲线;分析了奥氏体化条件对贝氏体相变动力学的影响;分析了奥氏体化条件及贝氏体区等温温度对贝氏体组织形态的影响。结果表明:随着奥氏体晶粒尺寸的细化,贝氏体相变动力学进程减缓,且相同等温温度下对应的贝氏体体积分数降低;随着贝氏体区等温温度的升高,贝氏体板条宽度增加,马氏体/奥氏体混合组织体积分数提高。     

贝氏体相变简介

钢、有色合金和一些陶瓷材料中都存在贝氏体相变。贝氏体钢正成为有益的工程材料。总结评述切变学派和扩散学派作者们以形貌、动力学或晶体学对贝氏体相变机制所持的论点。钢中贝氏体相变以过饱和铁素体开始形成之说迄未得到支持。一些实验已发现替代（置换）型合金元素在相界面上的偏聚，并以此所呈现的拖曳效应说明相变的不完全现象，切变学者以切变机制来解释这个现象，但此现象不是钢中贝氏体相变的普遍情况。贝氏体形成时呈现帐篷形浮突，不具不变平面应变特征；有时马氏体相变晶体学表象理论能近似地应用于贝氏体相变晶体学，但不能以此来判定其相变机制为扩散或切变。溶质拖曳效应以及高分辨电镜对相界面结构实验、热力学研究、磁场和应力场对贝氏体相变影响以及一些预相变现象都确证贝氏体相变籍扩散机制进行。本文作者定义贝氏体为：在Ms温度以上，经扩散相变的产物，多呈片状，形成时会在自由表面上呈现帐篷形浮突。提出贝氏体相变机制进一步研究和应用的展望。     

预变形温度对纳米贝氏体相变动力学及组织的影响

采用热模拟试验机在300~850℃施加20%的压缩预变形后进行300℃等温相变实验,研究了预变形温度对中碳纳米贝氏体钢等温相变动力学及组织的影响。结果表明,预变形工艺使贝氏体相变孕育期显著缩短;低温预变形工艺使贝氏体相变在整个等温区间内均得到加速,高温预变形工艺使贝氏体相变仅在等温初期得到加速,等温后期相变速率明显减缓;随预变形温度的降低,贝氏体铁素体板条厚度逐渐增加;预变形工艺增加了贝氏体相变组织小角度晶界的频率,低温预变形试样的小角度晶界频率高于高温预变形试样。利用解析相变模型计算了贝氏体等温相变过程中的相变动力学参数n,并对贝氏体相变过程中的形核长大方式进行了判定,发现预变形工艺改变了贝氏体相变的形核位置,低温预变形试样主要以晶隅形核为主,高温预变形试样主要以晶棱、晶面形核为主。     

贝氏体相变的过渡性

应用系统科学理论分析讨论了贝氏体相变的过渡性。认为，中温区的贝氏体相变带有珠光体分解和马氏体相变的双重特征，具有过渡性。上贝氏体转变与珠光体分解有着本质上的区别，但又有密切的联系；而下贝氏体转变与马氏体相变有密切的联系。从整体上看，上贝氏体具有某些珠光体分解的特征；而下贝氏体则具有马氏体相变的特征。贝氏体在转变机理上、动力学上、组织形貌上都存在明显的过渡性。