冷变形过共析珠光体钢丝的微观组织演化

观察并研究了过共析珠光体钢丝在冷拉过程中的显微组织变化,并通过背散射电子衍射技术(EBSD)测试了变形过程中(应变量为0、0.54、1.58、2.29)过共析珠光体钢丝织构的变化。结果表明,过共析钢中渗碳体表现出良好的变形能力。随着应变量的增加,渗碳体片层经弯曲、剪切、拉伸等变形逐渐转向拉拔方向,最后形成平行于拉拔方向的纤维状组织。冷变形还引起了渗碳体部分溶解,定量测试表明渗碳体的溶解量随着应变量的增加而增加。由于溶解后的碳原子进入到铁素体晶格中,使得铁素体晶格点阵常数变大,其衍射峰随应变量的增加而产生微小左移。拉拔后的织构取向以平行于拉拔方向的110丝织构为主,且织构强度随着拉拔应变量增加而逐渐增强。     

大应变冷拔钢丝的强化模型

采用扫描电镜观察了不同应变量拉拔变形后SWRH72A钢丝的显微组织,并统计了珠光体片层间距的变化。通过透射电镜分析了变形后铁素体中的位错分布状态,测量了不同应变量拉拔变形后钢丝的力学性能,并基于钢丝微观组织结构建立了钢丝的强化模型。结果表明,随着拉拔应变量的增大,珠光体片层间距逐渐减小,钢丝强度随之升高。综合分析珠光体片层间距和钢丝强度的变化规律得出,应变量较小时,珠光体片层间距较大(>100nm),钢丝加工硬化符合Hall-Patch定律;应变量较大时,珠光体片层间距较小(<100nm),钢丝加工硬化符合奥罗万(Orowan)机制。     

珠光体钢丝冷拉拔过程中微观组织及铁素体微区取向与织构演变

采用电子通道衬度(ECC)和电子背散射衍射(EBSD)技术研究了珠光体钢丝冷拉拔过程中微观组织的变化、铁素体微区取向与织构演变,结果表明,珠光体变形组织中存在剪切带(S带),它们的出现与渗碳体片条和拉拔方向之间的夹角有关:夹角越大,S带越多,随着拉拔应变量的增大,纵截面上珠光体片条逐渐转向拉拔方向,S带方向与拉拔方向的夹角逐渐减小,珠光体内的S带会引起铁素体晶粒局部微区取向急剧变化,从而使原有的珠光体团分裂成若干个由铁素体大角度晶界相隔的区域,钢丝拉拔过程中形成平行于拉拔方向的铁素体〈110〉丝织构,随着应变量的增大,平行于拉拔方向的铁素体〈110〉丝织构增强,其它丝织构组分减弱;靠近钢丝中心区域内的〈110〉丝织构增强幅度大于其它区域。     

共析钢过冷奥氏体动态相变过程中先共析铁素体的生成

通过在Gleeble1500热模拟试验机上进行单轴热压缩试验,研究了共析钢过冷奥氏体在A1～Ar1之间变形时的动态相变特征.结果表明:共析钢过冷奥氏体在变形过程中动态相变与等温相变具有明显差异.动态相变过程中首先沿原始奥氏体晶界形成先共析铁素体,随后生成的珠光体与等温相变得到的珠光体相比,其片层间距和渗碳体厚度较小.提高应变速率将导致动态相变完成时先共析铁素体含量增加,珠光体片层间距减小而渗碳体厚度略有提高.由此提出过冷奥氏体变形使共析点右移的观点,并给予初步解释.     

深度冷拉珠光体钢丝的显微组织与力学性能

采用 SEM、XRD和材料试验机研究了不同拉拔变形量下珠光体钢丝的微观组织演变以及力学性能.实验结果表明,随着拉拔应变量的增大,珠光体团发生转向,片层组织趋于拉拔方向排列,片层间距逐渐减小,渗碳体片发生明显的扭曲或塑性变形.随着应变量的增大,铁素体的{110}α{200}α和{211}α晶面的衍射峰都发生不同程度的宽化,衍射强度降低,并出现峰位的左移.钢丝的强度和屈强比均随拉拔应变量的增大而增大,而塑性则随拉拔应变量的增大而减小.     

Q235碳素钢超细铁素体组织的退火过程研究

在热模拟单向压缩条件下研究了Q235碳素钢形变强化相变产生的超细铁素体退火时的组织及取向(差)演变过程及其应变量和先共析铁素体的影响。结果表明，形变强化相变后细晶铁素体内形变储存能有限，加上渗碳体的钉扎，一般不发生明显的静态再结晶过程。当应变量足够大时，形变后在650℃下保温铁素体发生正常长大。先共析铁素体存在时，形变后在650℃退火时，形变长条铁素体发生明显的(亚)晶粒回复式长大。形变改变了未转变奥氏体的分解方式，表现为奥氏体向离异珠光体的加速转变。讨论了低碳钢形变后铁素体难以再结晶的原因。     

T7钢在奥珠转变中富碳的分布研究

综合运用全自动相变仪,扫描电镜及电子探针技术研究了成分已均匀化的Ｔ７钢在珠光体转变温度范围等温所形成的先共析铁素体周围奥氏体中的碳分布。发现先共析铁素体周围存在有富碳奥氏体薄层,且此富碳奥氏体薄层中的碳分布并非都是 ;此一富碳奥氏体薄层的特征与随后转变所变形成的珠光体及马氏体形态相关。     

超高应变塑性变形钢丝的力学性能特性

根据损伤力学的基本原理，利用测量弹性模量和观察金相的方法，研究了在拉拔应力状态下，随变形量的不断增大，材料的损伤特性。结果表明，当应变量达到一定程度时，在夹杂物周围、珠光体和铁素体边界上首先形成空洞，即产生损伤。随着应变量的不断增大，空洞数量逐渐增加，材料损伤程度加剧，并得出了材料损伤程度随应变量增大的变化规律。     

冷变形珠光体钢丝的微观组织演变及强化效应

采用显微硬度测试、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)和三维原子探针(3DAP)等测试手段分析了珠光体钢丝在冷拔过程中显微硬度、组织变化及大应变变形后碳原子的分布和浓度变化。结果表明:随着应变量的增加,组织逐渐转向拉拔方向,片层间距减小,最后在纵截面上形成平行于拉拔方向的层片状组织,横截面上呈现为卷曲状的层片组织;3DAP测试显示,渗碳体在变形过程中发生了部分溶解,溶解的碳原子从渗碳体相移动到铁素体相,碳原子在铁素体中形成过饱和;在拉拔过程中铁素体内部位错密度增加、片层间距减小和渗碳体发生分解释放出碳原子对位错运动产生较大阻力,使珠光体钢丝的硬度随着拉拔应变量的增加而增加。     

Q235碳素钢应变强化相变过程中铁素体晶粒取向分析

利用Ｘ射线衍射和背散射电子衍射（ＢＳＥＤ）分析了单向热压缩条件下碳素钢Ｑ２３５应变强化相变产生的铁素体及 先共析铁素体在应力作用下的晶粒取向分布特点,结果表明,通过应变强化相变产生的铁素体晶粒取向并非完全随机分布,而有较 强的（１１１）／／ ＮＤ线织构 这明显不同于形变铁素体和部分动态再结晶的铁素体晶粒取向待征,先共析铁素体的相对量与（１００） ／／ＮＤ线织构的强度对应。ＢＳＥＤ局部取向（差）定量分析表明,（１１１）取向既可来自应变强化相变,也可来自形变的先共析 铁素体。虽然先井析铁素体形变后外形为形变长条状,但内部仍存在一定的大角晶界;表明先共析铁素体在大应变下进行了一定程 度的动态再结晶     

原奥氏体晶粒度对45V非调质钢连续冷却转变的影响

采用ＦｏｒｍａｓｔｏｒＦ热膨胀分析仪及金相显微镜研究了原奥氏体晶粒度对４５Ｖ非调质钢相变点及显微组织的影响。结果表明,在相同的冷速下,相变前奥氏体晶粒尺寸越大,先共析铁素体量越少,先共析铁素体和珠光体转变温度越低     

Dynamic Phase Transformation and Spheroidization of Cementite of Hypereutectoid Steel Containing Aluminum during Deformation

利用Gleeble 1500热模拟试验机进行单轴热压缩实验, 研究了合金元素Al对过共析钢缓冷相变和 过冷奥氏体动态相变组织的影响. 结果表明: 在缓冷相变时, Al的加入抑制网状渗碳体形成, 细化珠光体 片层间距; 在过冷奥氏体形变过程中, 动态转变经历动态相变和相变所得珠光体中渗碳体球化及铁素体动 态再结晶等过程. 在动态相变过程中, 没有形成晶界网状渗碳体, 而直接产生珠光体. Al的加入使动态相变过程中奥氏体的稳定性提高、珠光体转变推迟, 进一步细化了珠光体片层间距. 在相变所得珠光体中渗碳体球化及铁素体动态再结晶的过程中, Al阻碍渗碳体粗化, 使渗碳体颗粒和铁素体晶粒尺寸细化.     

砷及镧对E36船板钢连续冷却转变曲线的影响

采用相变膨胀仪、金相显微镜以及显微硬度计测定了不同含As量及加入稀土元素La后的E36船板钢的连续冷却转变(CCT)曲线.结果表明,As的加入能扩大船板钢的先共析铁素体相区、降低珠光体转变开始点,并且能促进晶内铁素体转变.含As的钢中加入稀土元素La后,船板钢的先共析铁素体相区缩小,贝氏体组织变得细小.     

不均匀温度场楔横轧棒材的组织与性能

用FEM方法对不均匀温度场三辊楔横轧棒材的轧制过程进行了数值分析,分析了轧后轧件径向截面上温度及等效应变的分布规律,并通过实验研究分析测定了截面上不同位置处的显微组织及力学性能。结果表明:不均匀温度场三辊楔横轧棒材轧后温度场与等效应变在轧件径向截面上成环形分布,且心部温度高变形量小,由心部向外温度逐渐降低变形程度逐渐增大。轧后轧件径向截面上不同位置处组织及性能存在一定的差别。轧件心部为珠光体与先共析铁素体组织,外层边缘为球化渗碳体与铁素体组织。     

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.     

A computational study of austenite formation kinetics in rapidly heated steels

Surface hardening of steels involves rapid austenitization and subsequent quenching of the surface. The resulting extent of hardening largely depends on the rate of austenitization of the surface under the applied high heating rates. In the present work the kinetics of austenite formation in Fe-C alloys during rapid, non-isothermal heating conditions, characterized by high heating rates and short austenitization periods, were studied by means of computational simulation. Austenitization of lamellar pearlite/proeutectoid ferrite microstructures was simulated by assuming two kinetically distinct stages: i) dissolution of lamellar pearlite followed by ii) dissolution of proeutectoid ferrite. The two stages were simulated by two corresponding 1-D diffusion models employed in series. Numerical solution of the resultant moving-boundary diffusion problems provide calculated results regarding the dependency of vol. fraction austenite on thermal cycle parameters and on initial microstructural features of the steel. Analysis of calculated results showed that the vol. fraction of pearlite transforming to austenite during pearlite dissolution depended on maximum temperature, dwell time and pearlite interlamellar spacing. A functional relationship between these variables, consisting of a thermodynamic and a kinetic term, was established. On the other hand, the total vol. fraction of austenite forming in the steel, after both stages of austenitization, was found to follow a typical sigmoidal kinetic behaviour.     

镀锌薄板TIG拼焊的焊缝组织及成形性能

采用钨极惰性气体焊对镀锌薄板 SGCC 实施等厚拼焊,测试分析了拼焊板焊接接头的金相组织、显微硬度,并对拼焊板和母材试样进行杯突试验.结果表明,在拼焊过程中,母材的散热情况不同会造成焊缝金相组织在靠近母材的局部区域有很大差异.焊缝熔合区组织为粗的片状与块状先共析铁素体沿柱状晶界分布,晶内为魏氏体组织和片状珠光体,热影响区为块状的珠光体和铁素体,导致了焊缝及其热影响区的硬度均高于母材,对拼焊板的整体成形性能产生负面影响;同时,焊缝杯突值较母材有一定程度的降低,揭示其焊缝深冲性能低于母材.

Abstract：

The microstructure and micro-hardness of welded joint of SGCC by tungsten inert-gas (TIG) welding are studied, and the cupping test of Tailor-welded blank and base metal are studied.The results show that in the welding process, the microstructure of weld will have great diversity at local region closing parent metal because of the different cooling condition of the parent metal. The microstructure of welding fusion zone is massive sheet proeutectoid ferrite distribution along the columnar grain boundaries, intragranular organizations are Widmanstatten and sheet pearlite structure, and the microstructure in HAZ is massive pearlite and ferrite, which make the micro-hardness value of welding seam and HAZ higher than that of base metal and lead negative influence to the formability of Tailorwelded blank. The cupping value of weld seam reduces to some extent compared with that of base metal, which indicates that the formability of weld seam is not good as that of base metal.     

冷速对过冷奥氏体稳定性的影响

分别测定了冷速对奥氏体稳定性不同的五种钢种先共析铁素体、珠光体、贝氏体等温转变孕育期以及TTT曲线的影响,并对所得结果给出理论解释。     

热轧工艺对65Mn钢显微组织及力学性能的影响

研究了热轧工艺对65Mn钢组织与性能的影响。采用电子探针显微分析仪(EPMA)和透射电镜(TEM)对热轧组织进行了表征。结果表明:通过控制热轧工艺,可获得珠光体和贝氏体两种初始组织。随着终轧温度和终冷温度的降低,先共析铁素体含量和珠光体体片层间距逐渐减小,强度、硬度逐渐升高。相比珠光体组织,热轧贝氏体组织具有更高的强度,抗拉和屈服强度分别为943 MPa 和648 MPa。