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。     

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。     

原子力显微镜在马氏体相变浮突研究中的应用

用原子力显微镜在大气环境中对Ｆｅ－Ｎｉ－Ｃ合金中的马氏体浮突进行了观察和定量测量。结果表明，原子力显微镜既可清楚地观察浮突形貌，又可定量测量其高度和形状变化，从而提出了一种研究相变浮突的新方法。     

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。     

贝氏体相变理论研究进展

总结了国内外贝氏体相变理论研究领域的主要研究成果，急论焦点和重大分歧，涉及贝氏体相变过程伴随的表面浮凸效应，相变产物晶体学，贝氏体铁素体的“中脊”和“边脊”，下贝氏体碳化物的析出形态等，研究了贝氏体碳化物的不同特殊析出形态和α／γ相界面的巨型台阶，提出贝氏体铁素体可能按置换型原子体扩散控制台阶机制长大。     

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     

钢中贝氏体相变机制的研究

简要地总结了国内近年来在贝氏体相变理论研究方面的主要成果,包括以下方面;(1)发现钢中的贝氏体超精细结构;(2)贝氏体表面浮突完全由贝氏体铁索体长大过程中形变产生,单一超亚单元对应的浮突呈帐篷型;(3)贝氏体铁索体宽面上存在三维巨型台阶,在近N—W关系下相变单元宽面接近(335)f,为扩散型界面;(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)建立了贝氏体激发形核一台阶长大模型,理论计算表明这种机制是合理的,它成功地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等。     

奥氏体强化对马氏体和贝氏体相变的影响

研究了三个Fe-Ni-C合金及三个工业用钢的奥氏作强化对M_s及B_s温度的影响.M_s温度随着奥氏体屈服强度的增加而线性下降,而B_s温度和奥氏体强度之间无任何直接的关系,发现三个Fe-Ni-C合金的B_s温度与D_C~γ和D_(Fe)~γ成正比线性关系,求出这三个合金TTT图上鼻部温度的△G_V及D_(Fe)~γ,则它们的孕育期正比于Feder等的扩散型相变孕育期公式计算值,说明在鼻部温度时,贝氏体孕育期受化学自由能差及Fe原子扩散的控制.     

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

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。     

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     

贝氏体相变理论研究进展

总结了国内外贝氏体相变理论研究领域的主要研究成果、争论焦点和重大分歧，涉及贝氏体相变过程伴随的表面浮凸效应、相变产物晶体学、贝氏体铁素体的“中脊”和“边脊”、下贝氏体碳化物的析出形态等；研究了贝氏体碳化物的不同特殊析出形态和α／γ相界面的巨型台阶；提出贝氏体铁素体可能按置换型原子体扩散控制台阶机制长大。     

锰硅系贝氏体／马氏体复相钢中贝氏体精细结构的研究

利用原子力显微镜（AFM）、扫描隧道显微镜（STM）、透射电子显微镜（TEM）、光学显微镜（OM）等分析手段对锰硅系贝氏体／马氏体复相钢中贝氏体的结构进行了研究。观察到氏碳锰硅钢中的贝氏体组织由亚片条、亚单元组成,利用原子力显微镜（AFM）及透射电子显微镜（TEM）在贝氏体单元中发现有以残余奥氏体膜为分界面的精细结构的存在。观测结果可用贝氏体相变的激发形核－台阶长大机制做合理解释,为锰硅系贝氏体／马氏体复相钢的合金组织设计、组织结构和性能关系的研究提提供了实验依据。     

CARBIDE PRECIPITATION AND BAINITE TRANSFORMATION IN Fe-C-Si ALLOY

ＣＡＲＢＩＤＥＰＲＥＣＩＰＩＴＡＴＩＯＮＡＮＤＢＡＩＮＩＴＥＴＲＡＮＳＦＯＲＭＡＴＩＯＮＩＮＦｅ－Ｃ－ＳｉＡＬＬＯＹ￥Ｒ．Ｌ．Ｚｕｏ;Ｌ．ＦａｎｇａｎｄＰ．Ｄ．Ｄｉｎｇ（ＤｅｐａｒｔｍｅｎｔｏｆＭｅｔａｌｌｕｒｇｙａｎｄＭａｔｅｒｉａｌｓＥｎｇｉｎｅ...     

CRYSTALLOGRAPHIC ANALYSIS OF THE LATH MARTENSITE TRANSFORMATION IN Fe-Ni-Mn ALLOY

1.IntroductionBased on the concept of an invariant plane strain (IPS), phenomenological theory of martensite transformation (PTMT) is established[1-3]. In this case, an invariant plane is obtained by self-accommoda-tion effect between different martensitic variants, and the formula which reveals this self-accommoda-tion effect can be written as …     

贝氏体精细结构的透射电镜观察

使用ＴＥＭ研究了钢中贝氏体的精细结构、碳化物形貌及分布和Ｃｕ－Ｚｎ－Ａｌ合金中贝氏体的形貌。采用ＨＲＥＭ观察了Ｃｕ－Ｚｎ－Ａｌ合金的界面结构台阶和晶面晶格像。结果表明：加入微量元素可以使贝氏体铁素体组织明显细化。贝氏体铁素体由亚单元或亚块组成，碳化物形貌这五，分布在条间、片内和亚块边界。贝氏体铁素体内有大量的精细组织。Ｃｕ－Ｚｎ－Ａｌ合金初生贝氏体有台阶存在，界面结构台阶高度３－４０ｎｍ，相当于１