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。     

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。     

应力对珠光体相变动力学及相变塑性的影响

研究了应力对 45钢珠光体相变动力学及相变塑性的影响。发现外加应力对珠光体转变有显著影响。当外载增加时 ,相变孕育期减小 ,相变速度增加。同时 ,在弹性范围内 ,相变塑性系数也随外加应力增加而增加。并且得到了应力作用下珠光体相变动力学和相变塑性的计算模型 ,用该模型对珠光体转变过程的数值模拟计算结果与实验测试结果吻合。     

压应力对Cr-Mo钢连续冷却贝氏体相变的影响

采用Gleeble-1500热模拟试验机测量了Cr-Mo钢在1-90℃／s的冷却速度下奥氏体连续冷却过程中的温度．膨胀曲线，用origin软件进行数据处理，获得了实验钢的CCT曲线；同时测量了施加轴向载荷为0、40MPa、80MPa和120MPa的压应力时奥氏体连续冷却过程中的温度．膨胀曲线，冷却速度分别为50℃／s、70℃／s和90℃／s。利用杠杆定律，根据不同温度下的膨胀量计算得到贝氏体相变动力学曲线，研究了压应力对贝氏体相变动力学和贝氏体相变温度的影响。结果表明，在以冷却速度为50℃／s和70℃／s连续冷却时，压应力抑制前期阶段的贝氏体相变，促进后期阶段的贝氏体相变；在以冷却速度为90℃／s连续冷却时，压应力对整个贝氏体相变过程都有促进作用，特别是应力较大时；压应力使贝氏体相变开始温度Bs升高，贝氏体相变终了温度Bf降低。     

相变中的界面

讨论了各类相变中的界面分类。重构型相变没有共格界面，相变产物形状也无系统性变化。位移型相变有完全共格或部分共格的界面，有可见的相变产物形状变化。完全共格界面出现在无成分变化的马氏体型相变以及有成分变化的扩散位移型相变中。这二种类型界面的迁移依靠台阶（马氏体相变中称之谓相变位错）的运动完成。部分共格界面也可能出现在马氏体型或较为少见的扩散型相变中。     

应力应变对马氏体相变动力学及相变塑性影响的研究

针对应力应变对马氏体相应动力学及相变塑性的影响进行了研究。得到了应力作用下相变动力学和相变塑性的计算模型，而且发现相变前预应变限制了相变塑性的数量和相变反应的速度，使之不能用弹性状态下得到的模型进行简单的外推，并利用应力应变诱导相变，母亲上强化等理论进行了解释。     

材料热处理的进展和瞻望

概述材料热处理技术和原理的进展。钢中珠光体相变的晚近研究揭示：α和Fe3C与邻近晶粒γ1呈位向关系，但向γ2晶粒生长；α和Fe3C之间存在位向关系，由台阶长大；一个珠光体的领域中α或Fe3C的分枝生长，形成另一领域。贝氏体相变存在切变和扩散两种机制，目前仍有分歧。马氏体相变的有些概念宜应更新，如Magee的动力学公式对低碳钢需加改进；有些成果须待利用，如GCrl5(AISI 52100)钢残余奥氏体经等温马氏体形成，有利于钢件的尺寸稳定性。简述A1—Cu合金时效技术和机制研究的进展以及系列时效合金的发现。介绍回火马氏体致脆的新机制——Fe3C自马氏体析出和自残余奥氏体析出的相关过程，建议短时回火工艺及钢中加Ni以避免回火致脆。基于材料表面状态对疲劳寿命影响的认识，表面处理得以发展，在钢的渗碳中应用动态碳势控制能得到渗碳层碳浓度的理想分布。瞻望绿色热处理的推广材料相变的理论和建模工作值得加以重视。简介以场变数描述显微组织，并根据相场理论作组织变化的模拟。     

304不锈钢应力腐蚀促进马氏体相变

304不锈钢在143℃硅油中恒载荷邓蠕变足长时间后，再在143℃MgCl2溶液中相同恒载荷下进行应力腐蚀，结果表明，在开路条件下应力腐蚀能使表层和体内σ′马氏体分别升高14％和1．5％，但如放在不发生应力腐蚀（VSCE＝－600mV阴极极化）的沸腾MgCl2溶液中，则马氏体含量基本不变，测量了在不同恒电位的143℃MgCl2溶液中形成印化膜中形成钝化膜后产生的膜致内应力，结果表明，当阴极电位VSCE≤-550mV后，钝化膜应力为零或是压应力，同时亦发生应力腐蚀；如VSCE＞－550mV,则随电位升高，钝化膜引起的拉应力也升高，与此同时，应力腐蚀敏感性也升高，因此：304不锈钢应力腐蚀促进马氏体相变和腐蚀印化引起的附加拉应力有关。     

应力对钢中贝氏体相变的影响

外加应力使贝氏体相变形核率增大,等温孕育期缩短,即使所加应力远低于母相的屈服强度．由于钢中γ→α γ′的形核驱动力较大(约为kJ／mol数量级),贝氏体相变的嘭胀应变能很小,过小的外加应力对形核率的影响甚微．考虑在外加应力的影响下,会使界面能量有所下降,也可能发生碳原子的再分布,偏聚在晶界或其它缺陷,甚至碳化物析出都会显著地增大形核率和缩短孕育期,有待进一步实验给予证明．无应力下,贝氏体相变动力学可以用Avrami的等温相变方程来表述;应力下则符合应力下铁索体及珠光体相变的动力学模型(经修改的Avrami方程)．形变奥氏体促发贝氏体相变,但随后会发生奥氏体的力学稳定化,其机制可能和马氏体相变时的奥氏体力学稳定化不完全相同,仅形变形成的位错阻碍贝氏体以一定位向长大,使相变动力学迟缓．贝氏体相变时奥氏体力学稳定化的模型有待建立。     

应力对核反应堆压力容器大型锻件用钢相变动力学和相变塑性影响的研究

以核反应堆压力容器 (RPV)大型锻件常用钢为对象 ,研究了应力对贝氏体相变的相变动力学及相变塑性的影响 ,得到定量描述应力诱导相变及相变塑性的模型 ,为下一步利用数值模拟优化该钢的热处理工艺打下了基础     

Theory and Modeling of Phase Transformations under Stress in Steel

Thermodynamic prediction of the increment of the formation temperature of proeutectoid ferrite by applied stress is nearly consistent with the experimental data. Kinetics models for ferrite，pearlite and bainite transformations can be shown as modified Johnson-Mehl-Avrami equation in which parameter b(σ) varies with the level of applied stress.The effects of tensile and compressive stresses on enhancement of the ferrite/pearlite and bainite transformations are discussed. The necessity and approach of modification of additivity hypothesis are introduced and the results from modified equation in which some parameters are obtained by regression of two experimental results or taken from TTT and CCT diagrams of a certain steel are superior than that from Scheil‘s equation. Thermodynamic calculation of Ms and nucleation kinetics equations of martensitic transformation under stress are suggested. Modeling of phase transformations under stress in ferrous alloys is briefly described.     

固态相变的动力学模型

以弥散随机形核、各向同性长大为前提 ,利用体视学原理处理晶粒碰撞 ,导出用积分方程和微分 积分方程表述的固态相变动力学方程。在形核率和长大速度均为常数的情况下 ,这两个方程的数值解与n =4的JMAK方程几乎完全吻合。用数值计算方法得到了早期形核地点饱和以及变速长大条件下的动力学曲线。探讨了固态相变动力学的相似性     

材料的相变研究及其应用

Fe-C和Fe-X-C合金马氏体相变热力学的研究成果使结构钢的Ms温度能以热力学预测。建立铜基合金及Fe-Mn-Si基合金马氏体相变热力学，为铜基和铁基形状记忆合金的成分和工艺设计提供基础。提出含ZrO2陶瓷Ms温度的热力学计算方法，以及其母相晶粒大小影响Ms的正确表达式，对陶瓷的生产和工业应用都具有意义。修正马氏体变温相变动力学方程，显示低碳钢中影响碳扩散系数的合金元素影响残余奥氏体量，这有利于低碳马氏体组织钢的开发。GCr15轴承钢中残余奥氏体→马氏体的等温动力谠研究提高钢件的尺寸稳定性达34％。对Ni-Ti,Cu-Zn-Al,Fe-Mn-Si基合金及ZrO2陶瓷中马氏体相变及其逆相变特征的研究，揭示不同形状记忆材料中，影响形状记忆效应（SME）的一些重要因素，并由此获得改善SME的途径，有利于这些材料的开发应用。对Fe-C、钢、Cu-Zn,Cu-Al,Cu-Zn-Al及Ag-Cd合金贝氏体相变的热力学研究，观察到生长台阶，母相强化对相变影响的研究以及内耗测量结果，均显示贝氏体相变属扩散型机制。Cu-Zn-Al中加入贝氏体相变，并与其出现脆性有关。三元合金spinodal分解判据的建立，对借spinodal分解呈现高阻尼或高强度合金的开发可能具有价值。群论在相变晶体学成功地获得应用。由群论导出呈现晶体学可逆性的条件为形成单变体马氏体。应用孤粒子相变的形核－长大模型初见成效。随着功能材料的发展，二级相变理论在材料工程中将得到应用。纳米金属和合金常显示与大块晶体异常的晶体结构。初步揭示纳米材料在马氏体相变和扩散型相变中的一些特征：如高温相的稳定化，不同纳米度和不同制备方法呈现不同的相变产物，晶界偏聚引起脱溶临界温度的降低，以及过渡相的消失等。纳米材料的相变及其对性能的影响是纳米材料开发、应用的一项基础工作，值得重视。     

Modeling of phase transformation behavior in hot-deformed and continuously cooled C-Mn steels

Computer models of phase transformation from austenite to ferrite, austenite to pearlite, and austenite to bainite in hot-deformed carbon-manganese steels during continuous cooling were established on the basis of Cahn’s transformation theory, thermal-dilatometric experiments, and thermodynamic calculations. These models showed good agreement with results measured from pilot hot rolling experiments.     

贝氏体相变理论进展近况

近年来贝氏体相变理论三个学派的研究工作均有明显进展，有些观点渐趋接近，有些观点依然存在严重分歧，各自都有亟待澄清的难题。各派间在学术上的批判反批判旨在指明探索方向和途径，发展理论，这已充分为当今相变理论研究进展事实所证明。     

Al-Li合金相变的热分析动力学表征

以Al-Li合金为对象,通过DSC技术研究了合金的相变.确定了相变温度范围、类型及其微观机理,确立了相变动力学计算方法,并以此计算了δ＇相的析出和溶解的激活能.研究表明：δ＇相析出为一级反应机制、δ＇相溶解则为三维扩散机制;在本实验条件下,δ＇相的析出激活能为188 kJ/mol～214 kJ/mol,δ＇相的溶解激活能为158 kJ/mol～228kJ/mol.根据实验和分析,可以认为采用热分析动力学方法能定量地表征Al-Li合金的相变.     

35MnV钢连杆锻后冷却工艺

对35MnV钢连杆中出现的贝氏体异常组织进行了原因分析,结果表明,原材料中微量元素的变化造成工件出现异常组织。通过对锻造工艺的改进,调整锻后冷却工艺,将冷却速度由原来的100～130℃/min,调整为冷速60～90℃/min,获得了80%珠光体＋20%铁素体的合格显微组织以及力学性能。     

INVESTIGATION ON LATER STAGE OF INTERMEDIATE TRANSFORMATION IN Fe-C-Mo ALLOYS

The transformation process and the products of long term isothermal transformation aroundthe kinetic B_s temperature(the bay temperature in TTT diagram)in Fe-C-Mo alloys havebeen investigated.It was found that,at the final stage of intermediate transformation,a kindof granular structure formed accompanying the growth of bainitic ferrite.In comparison withthe carbide Mo_2C in the bainitic ferrite plates or blocks,the carbide m granular eutectoid hasbeen determined to be cementite containing a tiny bit of molvbdenum,(Fe,Mo)_3C.