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。     

低碳钢形变强化相变的特征

介绍了低碳钢形变强化相变的基本概念及主要特征．系统的研究工作证实了变形显著地加速了低碳钢过冷奥氏体向铁素体的相变过程．形变强化相变是一个以形核为主导的过程直到相变完成以前，形核始终存在于新相与原奥氏体相界面的高应变区．由于几何空间与成分条件上受到一定的限制，长大及各向异性都不太明显，铁素体晶粒超细化．实验工作还证实了转变动力学呈现明显的3个阶段，它们分别与相变铁素体在原奥氏体晶界上的形核，在铁素体／奥氏体相界前沿高畸变区的形核，及被铁素体晶粒所包围的残存奥氏体上的相变形核等过程相对应。     

低碳微量铌钢形变过程中动态相变的特点

用热模拟变形实验研究了低碳微量铌钢形变中的动态相变以及形变后冷却中的相变行为,透射电镜观察了Nb（CN）的析出及对铁素体晶粒截径和体积转变量的影响。结果表明：含Nb钢动态相变中铁素体形核位置依次为原奥氏体晶界、铁素体,奥氏体的相界前沿直至奥氏体晶内,随着细小的应变诱导Nb（CN）析出在基体上弥散分布,铁素体的转变量大幅增加并且其相变长大趋势得到有效抑制,使得铁素体的长大在时间和空间上均受到限制,是一个以形核为主的过程,相变完成后铁素体晶粒截径约为2舯;而形变后冷却相变工艺中铁素体的形核位置主要为奥氏体晶界以及形变带,而大量弥散分布的Nb（CN）析出对细化铁素体晶粒的作用并不明显,是一个形核长大的过程,最终得到的铁素体晶粒截径约为7μm。     

低碳钢过冷奥氏体形变过程中的组织及取向变化

利用ＳＥＭ,ＴＥＭ及ＥＢＳＤ研究了低碳钢在７５０℃ ,１０ｓ－１应变速率条件下形变过冷奥氏体的组织及取向变化．结果表明,组织演变由二个阶段组成,形变前期是以形变强化相变铁素体转变为主;当应变达到一定时,以铁素体的动态再结晶为主．应变量较小时,形变强化相变铁素体晶粒优先在原奥氏体晶界形核,随应变量的增加,以相界前沿畸变区的反复形核为主,铁素体转变量逐渐提高,同时珠光体等第二组织增多,铁素体晶粒内部位错密度提高．铁素体连续动态再结晶初期亚晶在珠光体与铁素体交界处优先形成．随应变增加频率提高．形变前期＜００１＞织构为相变铁素体在取向上的特征;形变后期＜１１１＞织构是动态再结晶铁素体在取向上的特征．     

Q235碳素钢应变强化相变过程中的动力学问题

利用热模拟单向压缩实验,分析了Q235碳素钢应变强化相变过程中应变对铁素体晶粒数目及铁素体长大速率的影响,同时考察了铁素体转变动力学与应变速率、形变温度、奥氏体晶粒尺寸、纯净度的关系,并与无应变时进行比较,结果表明,应变使铁素体转变动力学发生一定的变化,应变作用下奥氏体晶界的形核率明显增加,但未[观察到应变明显提高铁素体长大速率的现象,应变作用下铁素体的长大速率被周围铁素体快速形成或铁素体的动态再结晶所抑制或掩盖,应变速率的提高主要使铁素体转变时间提前;形变温度越高,应变对铁素体转变的促进作用越明显;原始奥氏体晶粒尺寸不同,转变动力学曲线的斜率稍有不同,这主要由转变初期的形核益的多少引起。     

Cu-P-Cr-Ni-Mo耐候钢形变诱导铁素体相变

采用Gleeble-3500热模拟试验机进行单道次等温热压缩试验,分析研究了Cu-P-Cr-Ni-Mo耐候钢在不同温度、不同应变量和不同应变速率下的组织演变和铁素体晶粒细化机制。结果表明,Cu-P-Cr-Ni-Mo耐候钢在875℃变形时铁素体的析出机制为形变诱导相变(DIFT)。随应变量增加,铁素体转变量先缓慢增加后急剧增加再缓慢增加的S形曲线特征;铁素体晶粒尺寸随应变量增加而减小,当应变为1.6时,铁素体平均晶粒尺寸最小,大约为3μm。在0.01~30 s-1的应变速率下,随应变速率增加,铁素体转变量增加,铁素体晶粒尺寸减小,当应变速率为30 s-1时,铁素体平均晶粒尺寸最小,约为1.9μm。Cu-P-Cr-Ni-Mo耐候钢在875℃变形时,铁素体晶粒细化机制为形变诱导铁素体相变和铁素体的动态再结晶。     

工艺参数对低碳钢形变强化相变的影响

研究了低碳钢过冷奥氏体变形时，工艺参数即变形温度、变形速率和原始奥氏体晶粒大小对形变强化相变组织演变、转变动力学及相变完成时临界应变量εc。的影响。结果表明，εc随变形温度降低而减小，随形变速率和原始奥氏体晶粒大小增大而增加。其中，变形温度对εc的影响最大。在相同应变速率的条件下，降低变形温度、减小原始奥氏体晶粒尺寸，都起到了促进相变的作用，使转变动力学提前。在所研究的不同工艺中，组织演变和转变动力学均可分为两个阶段。第一阶段与晶界、孪晶界或形变带作为相变优先形核位置的“位置饱和”机制有关；第二阶段为晶内铁素体／奥氏体相界前沿高畸变区的反复快速形核，是以形核为主导的过程，表现为“形核位置不饱和”机制。晶粒的长大在时间与空间上受到限制，形变强化相变完成时，可以使铁素体品粒细化到2～3μm。     

低碳钢奥氏体晶粒控制对应变强化相变的影响

研究了在温度过冷条件下,名义变形为５０％（应变为－０．６９）,应变速率为１ｓ＾－１,形变温度为８００－７４０℃时,低碳钢相变前奥氏体晶粒尺寸（平均直径为４４－７μｍ）对应变强化相变铁素体转变量及铁素体晶料大小的影响,形变前奥氏体晶粒小的铁素体转变量增加,相变完成后细小铁素体晶粒分布较均匀;形变前奥氏体晶粒粗大时,形变后铁素体转变不完全,铁素体晶粒粗大且不均匀,这种影响的显著程度随形变温度的降低而家     

3Mn-0.2C中锰钢形变诱导铁素体动态相变机理

利用Gleeble热模拟、SEM、EBSD和EPMA等方法,研究了3Mn-0.2C中锰钢热变形中发生的形变诱导铁素体相变的组织转变行为,分析了中锰钢形变诱导超细晶组织的形成机理及其在热变形后亚动态过程中的组织稳定性。结果表明,3Mn-0.2C中锰钢在α+γ两相区变形时会诱发形变诱导铁素体相变,通过相变形成由超细晶铁素体、细小残余奥氏体和马氏体组成的多相组织。形变诱导铁素体以不饱和形核和有限生长的模式进行相变,这是导致铁素体晶粒超细化的重要机理。同时,在超细晶铁素体晶界及三叉晶界处形成的细小富Mn残余奥氏体使形变诱导相变组织具有优异的组织稳定性。     

低碳微量铌钢形变强化相变的组织演变

利用热模拟压缩变形实验研究了含Nb钢过冷奥氏体形变强化相变的组织演变规律,探讨了微量Nb对形变强化相变的影响,并对转变动力学和晶体取向进行了分析.结果表明,含Nb钢在A3-Ar3之间的形变过程中主要以形变强化相变为主.与低碳钢相比,含Nb钢形变强化相变的孕育期变长,完成相变所需的应变量也相应增加,使得其转变动力学曲线向高应变方向平移.含Nb钢的转变动力学曲线可划分成两个阶段,其中第一阶段固溶Nb阻碍铁素体相变,使孕育期推迟,而第二阶段形变过程中动态析出的Nb(C,N)既为铁素体相变提供了大量的形核位置,又钉扎铁索体晶界,阻碍铁索体晶粒的长大.在这种以形核为主的过程中出现了<111>和<001>两种织构的交替变化.     

Numerical simulation of dynamic strain-induced austenite–ferrite transformation in a low carbon steel

A modified cellular automaton modeling has been performed to investigate the dynamic strain-induced transformation (DSIT) from austenite (γ) to ferrite (α) in a low carbon steel. In this modeling, the γ–α transformation, ferrite dynamic recrystallization and the hot deformation were simulated simultaneously. The simulation provides an insight into the mechanism of the ferrite refinement during the DSIT. It is found that the refinement of ferrite grains derived from DSIT was the result of the increasing ferrite nuclei density by the “unsaturated” nucleation, the limited ferrite growth and the ferrite dynamic recrystallization. The effects of prior austenite grain size and strain rate on the microstructural evolution of the DSIT ferrite and the characteristics of the resultant microstructure are also discussed.     

热变形对Fe-0.2C-2Mn合金γ→α转变动力学的影响及理论探讨

通过热处理实验和理论计算研究了热变形条件下Fe-0.2C-2Mn合金先共析铁素体转变动力学.金相观察表明,热变形细化铁索体组织,并使铁素体形貌趋于等轴状.在PLE/NPLE理论基础上,运用Pillbox模型和抛物线长大模型计算了变形前后铁素体的晶界形核率和长大系数,结果表明,过冷奥氏体变形促进NPLE模式下铁素体形核的主要原因是奥氏体晶界面积增加和元素扩散加快,而PLE模式下则是相变驱动力增大占主导.最后对比分析了热变形对形核和长大的影响程度,阐明了热变形细化不同温度区间转变的铁素体组织的机制.     

动态相变制备超细晶钢理论研究进展

晶粒细化能够同时提高钢铁材料的强度和韧性,但工业应用最广泛的TMCP技术对显微组织的细化存在极限,通常仅能将晶粒细化至5 μm.利用动态相变(DT)技术能够制备出晶粒尺寸小于2μm的超细晶钢,对于满足工业发展需求具有重要意义.介绍了动态相变理论的研究进展,主要综述了动态相变形核驱动力、形核方式以及流变应力等方面的研究,...     

变形温度对形变强化相变完成时临界应变量的影响

利用“形变强化相变”机制研究了低碳钢过冷奥氏体在740℃和780℃,10s-1变形时的变形温度对相变完成时临界应变量εc的影响。结果表明,变形温度对εc和组织演变的影响很大。在740℃和780℃变形时,εc分别为0.96和1.39,变形温度降低明显促进了相变。变形温度对εc的影响在组织演变上主要表现为铁素体形核地点的不同。740℃变形时,铁素体由奥氏体晶界形核过渡到以形变带形核为主,形核速率极高;780℃变形时,铁素体由奥氏体晶界形核过渡到在铁素体/奥氏体相界面前沿高畸变区快速形核。     

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…     

Dynamic Ferrite Transformation Behaviors in 6Ni-0.1C Steel

Phase transformation from austenite to ferrite is an important process to control the microstructures of steels. To obtain finer ferrite grains for enhancing its mechanical property, various thermomechanical processes followed by static ferrite transformation have been carried out for austenite phase. This article reviews the dynamic transformation (DT), in which ferrite transforms during deformation of austenite, in a 6Ni-0.1C steel recently studied by the authors. Softening of flow stress was caused by DT, and it was interpreted through a true stress–true strain curve analysis. This analysis predicted the formation of ferrite grains even above the Ae₃ temperature (ortho-equilibrium transformation temperature between austenite and ferrite), where austenite is stable thermodynamically, under some deformation conditions, and the occurrence of DT above Ae₃ was experimentally confirmed. Moreover, the change in ferrite grain size in DT was determined by deformation condition, i.e., deformation temperature and strain rate at a certain strain, and ultrafine ferrite grains with a mean grain size of 1 μm were obtained through DT with subsequent dynamic recrystallization of ferrite.     

低碳钢低温变形γ→α相变行为的预测模型

从变形使孕育期缩短的角度，讨论了形变诱导相变的发生条件，计算了不同变形条件下几种成分的低碳钢变形过程析出铁素体的开始温度Ar3d，发现同样变形条件下，碳含量越低的钢种，其Ar3d越高；同一成分钢种，随着变形量增加或变形速率减小，Ar3d提高，基于相变动力学理论，在形核速率计算中充分考虑变形和过冷的双重作用，探索了低温变形诱导铁素体相变的动力学模型，用该模型进行的计算机模拟结果和实验结果吻合良好，表明这种理论处理方法可用来模拟这种相变过程。