扫描隧道显微镜研究Cu－Zn－Al合金中贝氏体及其浮突

用扫描隧道显微镜（ＳＴＭ）在大气中研究了Ｃｕ－２７．２Ｚｎ－４．７Ａｌ合金中贝氏体的精细结构及浮突形态。在浮突和腐蚀后的组织上都发现，Ｃｕ－Ｚｎ－Ａｌ合金中的贝氏体确是由亚片条和亚单元所组成，进而为贝氏体相变机制的深入研究提供了重要实验基础。在此基础上给出了Ｃｕ－Ｚｎ－Ａｌ合金中贝氏体的结构模型。     

Cu—Zn—Al合金贝氏体及马氏体表面浮突的扫描隧道显微镜研究

首次用扫描隧道显微镜（ＳＴＭ）观察了ＣｕＺｎＡｌ合金的贝氏体和马氏体表面浮突，发现贝氏体浮突是由许多亚单元组成的浮突群，单个亚单元浮突呈“Ｖ”型，不同于马氏体相变不变平面应变的“Ｎ”型浮突，从而说明贝氏体不可能切变形成。同时在实验结果的基础上，提出了贝氏体激发形核－台阶生长的形成机制     

扫描隧道显微镜研究Cu—Zn—Al合金中贝氏体及其浮突

用扫描隧道显微镜（ＳＴＭ）在大气中研究了Ｃｕ－２７．２Ｚｎ－４．７Ａｌ合金中贝氏体的精细结构及浮突形态。在浮突和腐蚀后的组织上都发现，Ｃｕ－Ｚｎ－Ａｌ合金中的贝氏体确是由亚片条和亚单元所组成。进而为贝氏体相变机制的深入研究提供了重要实验基础，在此基础上给出了Ｃｕ－Ｚｎ－Ａｌ合金中贝氏体的结构模型。     

贝氏体和马氏体浮突的扫描隧道显微镜研究

本文首次用扫描隧道显微镜（ＳＴＭ）研究了Ｆｅ－Ｃ－Ｃｒ钢中贝氏体和马氏体浮突的形态，利用ＳＴＭ所独具的优异的纵向分辨率，发现贝氏体浮突实际上是贝氏体的亚片条，亚单元及超亚单元造成的表面浮突所组成的浮突群，完全不符合马氏体浮突的不变平面应变特征，说明了贝氏体相变不可能按切变机制进行。     

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）进行发对比，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。     

Cu—Zn—Al合金贝氏体组织的扫描隧道显微镜研究

首次在大气环境下采用扫描隧道显微镜ＳＴＭ（Ｓｃａｎｎｉｎｇ Ｔｕｎｎｅｌｉｎｇ Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ）对Ｃｕ－Ｚｎ－Ａｌ合金的贝氏体组织进行了研究，在贝氏体内部观察到以前从未发现的精细组织结构－亚单元。亚单元形状规则，其表面存在结构起伏。     

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     

Cu－Zn－Al合金贝氏体组织的扫描隧道显微镜研究

首次在大气环境下采用扫描隧道显微镜ＳＴＭ（ＳｃａｎｎｉｎｇＴｕｎｎｅｌｉｎｇＭｉｃｒｏｓｃｏｐｅ）对Ｃｕ－Ｚｎ－Ａｌ合金的贝氏体组织进行了研究，在贝氏体内部观察到以前从未发现的精细组织结构－亚单元。亚单元形状规则，其表面存在结构起伏。     

贝氏体和马氏体相变及应用的研究

系统总结了清华大学相变及复相新材料研究组近年来在贝氏体相变领域关键性的最新研究成果，包括三维巨型及纳米台阶存在的客观性和普遍性、台阶阶面的可动性、贝氏体片条的内部超精细结构、贝氏体浮突的特征及本质、贝氏体碳化物的来源及形成模型、马氏体浮突的扫描隧道显微镜（ＳＴＭ）及原子力显微镜（ＡＦＭ）研究；进一步论述贝氏体相变的激发形核－台阶长大（ＳＮＬＧ）机制，并用ＳＮＬＧ机制解释了贝氏体的多层次复杂亚结构；同时，还论述了空冷贝氏体／马氏体复相钢的工业应用。     

Cu—Zn—Al合金贝氏体的亚单元及其激发形核,台阶生长

利用透射电镜观察到Ｃｕ－Ｚｎ－Ａｌ合金贝氏体的亚单元结构、其形状，大小及分布规律与扫描隧道显微分析的结果一致，亚单元上有台阶存在，表明它们是通过台阶机制生长的。亚是通过激发形核的，观察到三种类型的激发方式；面－面激发、边－边激发及边－面激发。Ｃｕ－Ｚｎ－Ａｌ合金的贝氏体相变为激发形核－台阶生长过程。     

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。     

MORPHOLOGY AND PHASE TRANSFORMATION OF GRANULAR BAINITE AND GRANULAR STRUCTURE

本文研究了低碳合金钢奥氏体在连续冷却或等温转变过程中形成的组织形态和转变机理。结果表明在中温贝氏体区得到“粒状贝氏体”组织,在先共析转变区得到“粒状组织”。两者都有“铁素体基体+小岛”形貌。但前者有表面浮凸现象,铁素体呈长条状,与母相维持K-S关系,惯习面为{111}_γ,小岛也多星长条状平行排列。后者无表面浮凸,铁素体呈无规则形状,与母相无严格位向关系,小岛亦呈无规则排列。然而这两种组织都是由扩散型相变机制形成的。最后,提出了形成这两种组织的相变模型。     

贝氏体相变理论新进展及学术分歧

介绍了贝氏体相变领域切变和扩散控制台阶长大理论的核心内容：论述了贝氏体机变理论的主要研究成果及争论焦点：涉及贝氏体定义，转变不完全性，溶质拖蓝及类拖效应，表面浮突的形态，特征及本质，相变产物的晶体学，贝氏体铁素体初始碳含量，贝氏体“中脊”，下贝氏体碳化物来源及形成模型等。     

含铜钢奥氏体连续冷却组织转变特性的原位观察

采用高温激光共聚焦显微镜(HT-CLSM)原位动态观察的方法,通过对动态视场下马氏体浮凸和贝氏体浮凸的鉴别,研究了含铜钢奥氏体连续冷却过程中的组织转变规律和相变点测定方法。结果表明,冷却速度由5 ℃/s升至20 ℃/s,试样的组织逐渐由贝氏体变为板条马氏体。HT-CLSM动态观察过程中,贝氏体形成速度慢,生长过程中伴有“互锁”现象,产生的浮凸较浅;随着冷速的升高,产生的马氏体浮凸有爆发性和阶段性趋势,多为成束状平行分布,且马氏体浮凸较深。当冷却速率为20 ℃/s时,动态观察下以成束马氏体形成为判据,测得Ms点为447.6 ℃,室温下组织为板条马氏体,显微硬度达到301 HV10,与其他方法测定结果相近。     

贝氏体表面浮凸及其形成机制

将3mm厚的工业用60Si2Mn、60Si2CrV和22MnCrNi钢试样抛光后在真空炉中加热到1100℃奥氏体化，保温40min，炉冷。不经浸蚀，分别采用QUANTA-400环境扫描电镜、Nanofrist-1000扫描隧道显微镜和光学显微镜观察试样，发现，贝氏体相变过程中产生了表面浮凸，表面浮凸为“帐篷形”（“A”型），并认为贝氏体表面浮凸的产生，是由于过冷奥氏体转变为贝氏体时比体积增大，且试样表面层体积膨胀不均匀造成的。     

Effect of austenite-decomposition temperature on bainite morphology and properties of low-carbon steel after thermomechanical treatment

Peculiarities of the bainite structure formed in low-carbon steel 07G2NDMBT during isothermal austenite decomposition, namely, the sizes of crystallites, their mutual orientation, and the presence of cementite precipitates, are considered. The temperature range of the formation of bainite with the subgrain structure was determined. The size of the austenite grain and degree of hot deformation were found to affect the transformation of bainite that occurs upon subsequent cooling and the submicrocrystalline bainite structure. We studied the structure and mechanical properties of a rolled sheet 16 mm thick, which was subjected to thermomechanical treatment (TMT) under plant conditions in accordance with optimum regimes. It was shown that the high structure dispersion of the steel subjected to TMT is due to not only the formation of bainite with the subgrain structure, but also the partial transfer of crystal-structure defects from hot-rolled austenite to the final bainite structure.     

SYSTEMETIC VIE WPOINTS ON BAINITE FORMATION MECHANISM

１．ＩｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎＤｕｒｉｎｇｌａｓｔｓｅｖｅｒａｌｄｅｃａｄｅｓｍｕｃｈａｃｈｉｅｖｅｍｅｎｔｓｈａｓｂｅｅｎｏｂｔａｉｎｅｄｏｎｂａｉｎｉｔｅｔｒａｎｓｆｏｒｍａｔｉｏｎｂｙｍａｎｙｓｃｉｅｎｔｉｓｔｓ,ｂｕｔｓｏｍｅｄｉｓａｇｒｅｅｍｅｎｔｓｏｎｂａｉｎｉｔｅｔｒａｎｓｆｏｒｍａｔｉｏｎｍｅｃｈａｎｉｓｍｓｔｉｌｌｒｅｍａｉｎ〔１４〕．Ｔｈｅｆｏｌｌｏｗｉｎｇｒｅｖｉｅｗｓｕｍｍａｒｉｚｅｓｔｈｅｒｅｃｅｎｔｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｉｏｎｓｏｎｂａｉｎｉｔｅｔｒａｎｓｆｏｒｍａｔｉ…     

团球状共晶体奥氏体-贝氏体钢抗冲击磨料磨损行为

采用ＴＥＭ，ＳＥＭ；电子探针和 ＭＤＬ－１０型动载磨料磨损实验机研究 Ｍｇ－Ｃｅ－ＡＩ复合变质团球状共晶体奥－贝钢（简称ＡＢＮＥ钢）复相组织的形成及抗冲击磨料磨损行为结果表明，钢中贝氏体组织由板条铁素体与残余奥氏体组成，团球状共晶体是（Ｆｅ， Ｍｎ）３Ｃ和奥氏体两相伪共晶组织 ＡＢＮＥ钢在中、低冲击工况下耐磨性优于奥－贝钢、奥－贝球铁、团球状碳化物中锰钢，其原因与国球状共晶体可有效地减轻磨料的侵入深度和阻碍微切削作用，以及磨损表面形成大量纳米晶粒和非晶态组织。在亚表层存在形变马氏体与形变贝氏体组织有关