钢预应变马氏体相变的软模形核机制研究

对马氏体转变软模形核理论在Fe C系合金中的应用进行了研究 ,并在软模形核位错反应机制方面作了进一步发展。实验结果表明 ,马氏体软模形核理论较经典马氏体形核理论更能恰当地说明 35SiMnCrMoV钢预应变淬火马氏体细化规律     

马氏体相变的弹性波促发形核

使用Gleeble-1500型热模拟机，对30CrMnSiMoV超高强度钢在奥氏体状态下预应变。而后分三种工艺淬火：预应变结束后不卸载立即喷雾冷却；预应变结束后卸载，并于960℃保温5min后再喷雾冷却；预应变后不卸载，重新加热至1050℃，并保温5min，发生再结晶后再喷雾冷却。经对其马氏体组织进行分析发现：处于释放状态的弹性应变能会促发马氏体相变均匀形核；而塑性应变对马氏体的生长有限制作用，可间接影响马氏体的相变形核。两者的恰当配合，可显著细化马氏体，使其板条平均宽度接近纳米量级水平（平均宽度为120nm）。在此基础上，提出了一种马氏体的软模弹性波动形核机制。可解释所获得的实验结果。     

超高强度钢疲劳塑性区内的应变诱发马氏体相变

对一种低碳马氏体型超高强度钢疲劳断口薄膜试样的电子衍射分析表明,疲劳塑性区内的残余奥氏体在交变应力的作用下转变为马氏体.本文就这种应变诱发相变对疲劳性能的作用机理进行了分析讨论.     

马氏体相变的形核问题

在对马氏体相变经典形核理论阐述的基础上,仔细考察了Fisher等以统计物理对形核几率的原始推导,指出一些学者近年来否定Cohen和Kaufman马氏体相变形核几率计算的错误,确定形核几率计算中的形核能垒△G^*应为临界核胚中所有原子的总自由能变化,而不应为核胚中单个原子的自由能,对他们佐证均匀形核观点所引用的实验给予了重新解释,对他们提出的形核模型进行了评论,最后简要提出研究马氏体相变形核问题的几个可能方向。     

淬火后低合金超高强钢的马氏体相变研究

研究了低合金超高强钢在淬火后的相变特征。结果表明,淬火后低合金超高强钢中出现板条状和针状两种形态的马氏体。其中板条马氏体具有较快的形成速率,并且形成温度相对较高,碳发生重新分配,板条周围出现富碳奥氏体微区。针状马氏体的形成温度相对较低,出现自回火现象,并析出细小弥散的合金碳化物。     

1500MPa级经济型贝氏体/马氏体复相钢的合金设计

综述了贝氏体／马氏体复相组织对钢强韧性的影响及残留奥氏体对钢延迟断裂性能的影响。在清华大学贝氏体研究及推广中心工作积累的基础上,设计了一种新的１５００ＭＰａ级经济型贝氏体／马氏体复相钢。该钢奥氏体化后空冷就可获得贝氏体／马氏体上组织,经低温回火后,钢的抗拉强度σｂ≥１５００ＭＰａ,屈服强度σ０．２≥１２００ＭＰａ,伸长率δ５≥１４％,断面收缩率ψ≥５７％,室温冲击韧度αｋｕ≥１０９Ｊ／ｃｍ＾２。     

20Cr2Ni4钢和GGG50球墨铸铁马氏体相变的研究

用金相显微镜、扫描电镜和透射电镜观察20Cr2Ni4钢和GGG50球墨铸铁的金相组织形貌及形核地点,发现20Cr2Ni4钢的马氏体形貌为板条状,GGG50球墨铸铁的马氏体形貌为凸透镜状,马氏体不仅可在奥氏体晶粒内部形核,而且可在晶界形核。用X射线衍射仪测定20Cr2Ni4钢和GGG50球墨铸铁中的残余奥氏体的含量,结果表明,20Cr2Ni4钢中未检测到残余奥氏体,GGG50球墨铸铁中的残余奥氏体为5. 5%。     

装甲钢马氏体相变塑性的实验研究

采用Gleeble热模拟实验机对装甲钢马氏体相变塑性进行了研究。通过对热变形中的热应变、组织应变和弹性应变进行分离,从总应变中分离了相变塑性,并得到了相变塑性的定量关系式,采用Greenwood-Johnson模型得到该种材料的相变塑性系数。分析结果表明,该种材料的相变塑性、组织应变和热应变是引起变形的主要原因,相变塑性与组织应变数值相当,在热处理变形分析中不容忽视;随着温度降低及马氏体体积分数增大,相变塑性迅速增大,马氏体体积分数达到0.8后,相变塑性基本保持不变;随着施加应力的增加,相变塑性逐渐增大,相变塑性与施加应力呈线性关系。文章研究结果不仅为该种材料热处理、焊接过程形状畸变和残余应力研究提供基础,还为该材料复杂热力学行为研究提供参考。     

马氏体相变研究的最新进展(九)

6.4 马氏体临界晶核尺寸及形核功 6．4．1以往有关马氏体晶核的计算[1]     

GCr15钢渗碳体形核机制的研究与实验验证

GCr15钢的球化与渗碳体的形核机制具有密切的联系,为此采用KRC模型和超组元算法,计算了GCr15钢共析转变的相变自由能,根据相变过程能量的变化,分析了片状渗碳体晶核和球状渗碳体晶核的形核特点,并通过奥氏体化淬火实验和等温实验验证.结果表明:片层状渗碳体较球状渗碳体更具形核优势.当过冷奥氏体中不含有剩余碳化物颗粒时,一旦发生共析转变,过冷奥氏体将转变成片状珠光体组织.     

ZG40Cr3NiMo高强度马氏体钢的研究

研制一种适应在低应力，多冲击工况条件，起始硬度较高的高强度耐磨钢，除选择正确的造型工艺，合理匹配化学成分外，还通过８６０℃淬火与２２０℃低温回火热处理，获得硬度达到ＨＲＣ５０以上，抗拉强度超过１２４０ＭＰａ、金相组织为回火马氏体钢，使钢的抗磨损性能与抗断裂性能达到均衡配置。这是一种综合力学性能大大高于高锰钢的新型耐磨材料。     

超高强度钢的热模拟预应变淬火与马氏体形核机制

结合30CrSiMnMoV超高强度钢的热模拟预应变淬火，对组织中的马氏体板条宽度进行定量金相统计分析．其结果中出现了用经典形核理论无法解释的现象。因此，根据平面不变应变“稀释”原理，从位错的角度及其位错的弹性应变场出发，提出了马氏体相变的弹性应变平面波形核机理，并依此机理解释了马氏体相变及实验结果。     

HSLA钢连续冷却过程的相变与组织研究

在Gleeble—1500热模拟试验机上研究了20SiMn3NiA钢在不同连续冷却条件下相和组织变化,用热膨胀法测定了该钢的连续冷却转变曲线（动态CCT曲线）。研究结果表明,20SiMn3NiA钢中的Mn、Ni、Si等合金元素能有效地阻止铁素体和珠光体的形成,故20SiMn3NiA钢的过冷奥氏体连续冷却转变曲线只有马氏体和贝氏体相变区。当临界冷却速度大于1℃／s时,20SiMn3NiA钢就可以获得板条状马氏体组织,且随着冷却速度的增大,马氏体组织变得越来越细。与静态CCT曲线相比,形变使动态CCT曲线的Ms点升高,奥氏体稳定性降低,形变细化了马氏体和贝氏体组织,使20SiMn3NiA钢在1℃／s的冷却速率下产生较高的强度。     

几种工业用钢的马氏体相变及组织

研究了工业用钢65Mn、60Si2Mn、9CrSi、CrWMn、5CrMnMo、42CrMo淬火马氏体的形成过程。结果表明,上述钢种马氏体均优先在晶界形成且为片状。Mo钢中晶界马氏体少,且马氏体片很小,而Cr、Mn钢中晶界马氏体较多且为大的片状。对晶界处优先形成片状马氏体的原因进行了初步的讨论分析。     

预转变马氏体对GCr15钢贝氏体转变动力学的影响SCIEI

本文利用磁性法和膨胀法研究了GCr15钢M_s点以下贝氏体转变动力学以及不同温度预转变马氏体对240℃等温时贝氏体转变动力学的影响。试验结果表明,过冷奥氏体在M_s点以下等温过程中首先形成变温马氏体,继而转变为下贝氏体。随着等温温度的降低和预淬马氏体数量的增加,应力促发作用有助于贝氏体转变的加速,200℃左右其孕育期最短。但是,当温度继续下降、预淬马氏体超过一定数量之后,贝氏体转变却愈趋困难,此外,M_s点以下不同温度的预转变马氏体对随后240℃等温时贝氏体转变动力学影响的研究结果,也具有相同的特性。     

关于马氏体相变机制的研究

对马氏体相变理论的研究情况进行了概括而粗浅的评价,指出,马氏体相变的切变机制并不成熟,存在认识上的误区。应开展新的关于马氏体转变机制的研究,开创马氏体相变理论研究的新局面。     

18Ni马氏体时效钢的相变超塑性

本文研究了18Ni(2450MPa级)马氏体时效钢的相变超塑性。通过冷变形量、应力以及冷却速度对相变应变影响规律的研究,开发了该合金的相变超塑性成形工艺。当冷变形量为60％时,在最佳工艺条件下,经14cyc γ?α’循环相变,可获得320％的极限延伸率。经TEM观察发现,该合金应力诱发马氏体形态为块状马氏体。     

新型D6Acl超高强度钢预应变淬火组织超细化研究

使用Gleeble-1500型热模拟机，对D6Acl(30CrNiSiMoV)超高强度钢在奥氏体状态下进行循环预应变淬火，可使马氏体组织得到显著细化，使马氏体板条宽度接近亚纳米量级。研究证实，存在于固相奥氏体中的弹性应变能与塑性变形相配合是使马氏体得到显著细化的重要原因。它为钢的超细化处理提供了新的思路。     

预相变马氏体对超级贝氏体钢组织热稳定性的影响

为明确超级贝氏体组织失稳机制以及探索提高超级贝氏体钢中残余奥氏体热稳定性的方法,通过预相变马氏体工艺,即在等温贝氏体相变前引入预相变马氏体,制备了中碳超级贝氏体钢。对比分析了回火前后中碳超级贝氏体钢显微组织和力学性能的变化,研究了预相变马氏体对中碳超级贝氏体钢中贝氏体组织及残余奥氏体热稳定性的影响。结果表明：预相变马氏体的存在能够细化贝氏体铁素体板条,提高残余奥氏体含量和热稳定性。预相变马氏体的引入及其对超级贝氏体组织的细化作用使得试验钢的屈服强度超过1 000 MPa,伸长率大于20%;300～600℃回火1 h后,高碳薄膜状残余奥氏体首先发生分解,形成细小的碳化物,然后贝氏体铁素体板条发生回复和再结晶,形成沿原板条方向的铁素体晶粒;600℃回火后试验钢的屈服强度仍与回火前相当,主要是预相变马氏体周围的薄膜状残余奥氏体未发生明显分解,能够抑制相邻贝氏体铁素体板条的回复。