低碳钢双相区奥氏体组织特征及形成机理研究

采用双相区再加热-淬火(IQ)工艺,研究了初始组织为铁素体-珠光体的低碳钢在双相区退火过程中奥氏体的组织特征及形成机理。结果表明,经890℃奥氏体化900 s后空冷处理,获得了等轴状铁素体和块状或条状珠光体双相组织的钢,经随后的双相区750℃再加热-淬火(IQ)工艺处理,在铁素体-珠光体初始组织的基础上获得了由亚温铁素体和块状或条状马氏体组成的双相组织。初始组织为铁素体-珠光体的钢在双相区再加热过程中,C、Mn元素在铁素体和奥氏体两相之间的配分行为控制着奥氏体的形核与长大,该过程分为三个阶段:奥氏体在珠光体片层间形核以及C在奥氏体内的扩散控制奥氏体向珠光体组织的生长;C在铁素体与奥氏体间扩散控制奥氏体继续向周围铁素体生长;Mn向奥氏体扩散并控制铁素体-奥氏体两相达到最终的平衡状态。     

双相区轧制对铁素体/马氏体双相钢组织性能的影响

采用双相区(α+γ)轧制及双相区短时保温处理相结合的方式,制备了一种高强高韧性低碳低合金铁素体/马氏体双相钢,并采用SEM、室温拉伸试验和维氏硬度检测等手段研究了不同轧制工艺对铁素体/马氏体双相钢组织和性能的影响。结果表明:相对于普通的连续轧制工艺,等温轧制和道次之间短时保温处理相结合的工艺对铁素体/马氏体双相钢的相比例、形貌和尺寸有重要影响。等温轧制及短时保温处理的双相钢的组织明显细化,马氏体相比例增加,组织均匀性显著改善,屈服强度提升了34%,达到1229 MPa,屈强比高达0.78,断口为韧性断口特征,呈细小韧窝状,具有良好的综合力学性能。     

马氏体时效钢逆转奥氏体再结晶的显微组织特征

本文研究了Fe-Ni15-Mo6-Cu4-Ti1和18Ni(250)两种Fe-Ni基马氏体时效钢高温逆转奥氏体再结晶前后形成的马氏体组织形态特征。奥氏体经再结晶后形成的马氏体呈长方块状,而未经再结晶形成的马氏体呈细密条束状。按照这种组织形态特征和尺寸大小,确定再结晶处理温度,是简单而有效的。     

铁素体/马氏体双相钢的组织及性能

采用金相显微镜、SEM等试验方法,研究了中碳铁素体/马氏体双相钢的组织及性能。结果表明:在785~800℃淬火,起始组织为铁素体加珠光体的A型组织钢和起始组织为马氏体的B型组织钢随两相区淬火温度的升高强度升高;原始组织不同两相区淬火后钢的组织及性能不同,经785℃×30 min淬火的B型组织钢强度明显高于A型组织钢,经800℃×30 min淬火的B型组织钢伸长率和断面收缩率高于A型组织钢;785℃保温10 min淬火的B型组织钢相比于A型组织钢奥氏体化过程加速,钢的强度及塑性均好于A型组织钢;两相区淬火具有双相组织的钢具有连续屈服和快速应变硬化现象及低的屈强比,785℃×30 min两相区处理的钢与调质处理的钢相比塑性低但强度明显提高,785℃×10 min两相区处理的B型组织钢强度略低于调质钢,但塑性略有增加。     

高马氏体含量双相钢组织及变形研究

采用不同的两相区温度保温和盐水淬火处理,在实验室条件下得到不同马氏体含量的含钒双相钢。利用扫描电子显微镜对不同马氏体含量的试样的断口和断口侧面分析,发现在高马氏体含量下,双相钢变形和断裂与马氏体含量和组织形态有关,且其均匀变形阶段的应变硬化指数n值及应变硬化速率也会随着马氏体含量的增加而显著升高。而加入钒,其碳化物弥散分布在铁素体中,增强了双相钢的应变硬化能力,提高了双相钢的力学性能。     

马氏体组织形貌形成机理

研究马氏体组织形貌形成机理具有重要的理论意义和工程价值。马氏体的形貌复杂,有板条状、片状、蝶状、薄片状、针状、透镜片状、隐晶状等;以往以切变机制衍生的各类学说解释马氏体组织形貌的成因,均不正确。实验研究表明,奥氏体→马氏体相变时的体积应变能是影响马氏体组织形貌的主要原因。马氏体的形核-长大是按照能量消耗最小的途径进行的,沿着应变能最小的晶向、晶面长大,形成不同的马氏体组织形貌。隐晶马氏体也是条片状,其形成与奥氏体晶粒内的成分不均匀性有关。     

马氏体—奥氏体双相热模具钢中的马氏体相变

利用全自动相变仪和Ｘ射线衍射仪，对一种含Ｍｎ－Ｎｉ双相热模具钢的马氏体相变特征，以及淬火加热温度、中温等温和二次加热对马氏体相变的影响进行了研究。结果表明，马氏体转变体积分数ｆ＿ｍ随淬火加热温度的升高而减少，Ｍ＿ｓ点却随温度的升高呈现出先降后升的变化趋势。在中温区等温和经二次加热处理，由于碳化物的析出，可增大ｆ＿ｍ和提高Ｍ＿ｓ点。     

马氏体—奥氏体双相热模具钢中的马氏体相变

利用全自动相变仪和Ｘ射线衍射仪，对一种含Ｍｎ－Ｎｉ双相热模具钢的马氏体相变特征，以及淬火加热温度、中温等温和二次加热对马氏体相变的影响进行了研究。结果表明，马氏体转变体积分数ｆｍ随淬火加热温度的升高而减少，Ｍｓ点却随温度的升高呈现出先降后升的变化趋势。在中温区等温和经二次加热处理，由于碳化物的析出，可增大ｆｍ和提高Ｍｓ点。     

Enhanced mechanical stability of ultrafine grained steel through intercritical annealing cold rolled martensite

The ultrafine grained ferritic steels possess high strength but low ductility due to the shortage of work hardening.Fine grained ferrite-martensite dual phase microstructure was obtained in a microalloyed steel and low carbon steels through intercritical annealing of the cold rolled martensite.The dual phase microstructure was uniform and the ferrite grain size was smaller in the microalloyed steel resulted from the pinning effect of microalloyed precipitates.But ferrite grown apparently and the volume fraction of the martensite was much higher without the addition of microalloying elements.By introducing martensite into the fine grained ferrite,the work hardening was effectively improved,leading to better mechanical stability.As a result of the fine ferrite grain size as well as uniform distribution of the martensite,the work hardening was enhanced,showing better strength-ductility balance in the microalloyed dual phase steel.     

高碳钢中马氏体形貌及其结构

研究了含C量1.6%超高碳钢不同淬火条件下马氏体的形貌及其亚结构.结果表明,超高碳钢淬火组织随奥氏体化温度变化而发生显著变化.奥氏体化温度较高时形成粗大孪晶马氏体;奥氏体化温度较低时淬火组织为位错亚结构的板条马氏体、枣核状马氏体和少量孪晶马氏体,以及未溶碳化物.高分辨电镜观察表明,三维形态像枣核状的马氏体的亚结构为高密度位错.这是由于奥氏体化时碳化物分解比铁索体向奥氏体转变慢;碳化物分解过程中在碳化物原位形成位错堆积;淬火时马氏体优先在位错堆积处形核,并以位错滑移机制长大、增厚,最终形成板条马氏体或枣核状马氏体.     

Protecting stainless steel by glass coating during slab reheating

A glass coating was prepared onto AISI 304 stainless steel by a slurry-spraying technique and its effects on oxidation behavior of this steel was investigated at 1250 °C in air. Results were compared with those for bare specimens. The glass coating decreased the weight gain by 98% after oxidation for 9 h, and oxidation kinetics of 304 stainless steel was changed to linear behavior due to the coating. Steel loss of the coated specimens was reduced by 1-2 orders of magnitude. Hot stage microscopic, optical, XRD and SEM-EDX analyses revealed that the as-received coating melted at high temperature, to form self-healing, homogeneous glass coating which acted as a perfect oxygen diffusion barrier and prevented the breakaway oxidation of 304 stainless steel. During cooling, the glass coating spalled because of CTE mismatch between coating and the steel. This glass coating by low-cost and easy handling method is potentially applicable during slab reheating of stainless steel.     

17CrNiMo6钢中板条马氏体的形态与晶体学分析

利用电子背散射衍射(EBSD)技术和TEM分析方法研究了17CrNiMo6钢中一个形态上的packet内的板条马氏体的形态与晶体学特征.叙述了马氏体K-S关系的晶体学分析方法.结果表明:虽然真实马氏体取向与理想K-S关系有一定的分散,但是packet内6种变量符合K-S关系,6种K-S关系的变量之间有特定的结合.     

Heterogeneous nucleation of martensite near free surface

A theoretical model is proposed which describes heterogeneous nucleation of an embryo of hcp-martensite near a free surface at a tilt grain boundary segment containing some extrinsic dislocations. The total energy gain due to the hcp-embryo nucleation is analysed in detail depending on internal (the distance from free surface and orientation of the grain boundary plane) and external (the temperature and shear stress) conditions. It is shown that the main characteristics of the hcp-embryo nucleation (the energy barrier and critical size) depend strongly on the distance from the free surface.     

Al对TRIP钢两相区退火组织性能的影响

应用SEM、XRD以及拉伸试验对1.2wt% Al TRIP钢的微观组织和性能进行检测和分析;结合模拟相图研究了合金元素Al对TRIP钢组织转变的影响.结果表明,Al元素加入TRIP钢中改变了合金相图的相区分布,对合金在热处理过程中的组织转变和随后的性能有一定影响.     

42CrMo钢加热时奥氏体晶粒长大演化规律

对42CrMo钢在不同加热温度(850~1150℃)和保温时间(0~1200 s)下的奥氏体晶粒长大规律进行了研究。采用金相定量法对加热后材料的奥氏体晶粒度进行测量,建立42CrMo钢加热时奥氏体晶粒长大演化模型。结果表明:奥氏体晶粒尺寸随加热温度升高呈指数关系长大,随保温时间的延长呈近似抛物线形式长大;利用基于唯象理论的Sellars模型,通过非线性回归方法建立42CrMo钢加热时奥氏体晶粒长大演化模型;将该模型导入有限元软件中预报42Cr Mo钢加热时奥氏体晶粒变化,预报结果与实验结果吻合,验证了该模型的正确性。     

蝶状马氏体的形貌和本质

制备了3种高碳合金钢,研究蝶状马氏体的多种形态;采用光学显微镜、扫描电镜和透射电镜进行组织分析,探讨了蝶状马氏体的形貌和本质。发现单个片状马氏体形成方式有两种:普通核和伴生核。惯习面为{111}r、{225}r和{259}r的粗片状马氏体都是按照其中一种形核方式进行相变的。蝶状马氏体是通过"伴生核"相变形成,因此它是片状马氏体的一种形态,本质属于片状马氏体。"伴生核"相变所需的形核功和核长大功比"普通核"相变的低,所以,当粗大马氏体片停止形成后,可以通过在它的一侧长出分支,或者发生"伴生核"相变,形成蝶状马氏体,而继续进行转变。蝶状马氏体两个叶片之间的夹角只有30°、45°、60°、90°和135°共5种,没有孪晶角(70°32’)。     

Formation of martensite during deformation in steel of the transition class

Conculusions The amount of deformation martensite and the level of strengthening for steel 23Kh15N7M2 depend on the deformation method; during upsetting with a small level of deformation the intensity of the -transformation and the level of steel strengthening is greater than with stretching.Institute of Problems of Casting, Academy of Sciences of the Ukrainian SSR. V. I. Lenin Donetsk Metallurgical Plant. Translated from Metallovendenie i Termicheskaya Obrabotka Metallov, No. 1, pp. 61–62, January, 1984.