Fe－C合金贝氏体铁素体的相变基元与类马氏体形貌贝氏体的形成

本文从多方面研究观察再次证实贝氏体铁素体相变基元的存在，相变基元为切变相变基元，并提出其形态示意图。在Ｆｅ－Ｃ合金中，本文观察到正三角型、交叉型、“Ｎ”型和蝴蝶型类马氏体形貌贝氏体。在交叉型贝氏体中，发现基元相对滑移的、相互脱节的、形成“束腰”的和互换生长取向的交叉型贝氏体，交叉效应直接体现于相变基元的活动行为，相应提出其活动行为示意图。导致交叉的应力场是切变相变剪切应力集中应力场，贝氏体交叉的形成是切变应力－应变诱发贝氏体转变的结果。在应变诱发贝氏体转变时，相变驱动力的补偿与奥氏体所发生的真实应变的平方成正比，两贝氏体铁素体碰撞非常猛烈，承认其形成方式为切变型可得到说明。

纯铁γ-Fe到α-Fe和共析钢的珠光体转变与过渡相界铁原子个体有序位移机制

纯铁γ-Fe的α-Fe转变遵循过渡相界铁原子个体有序位移机制,这个机制本质上等同于切变而差异于扩散机制。凡是过冷含碳奥氏体的先共析铁素体析出,必然服从相界铁原子个体有序位移机制;这是固态相变第一法则;凡是无碳铁素体必然得自过冷无碳奥氏体,故过冷含碳奥氏体务必预先除碳,这是第二法则。珠光体分解实质上为过冷无碳奥氏体的珠光体铁素体层片的析出,等轴铁素体的析出亦然。在此不存在铁原子个体无序位移扩散机制。铁碳系统固态相变存在群体有序位移切变与过渡相界个体有序机制两类型机制,切变和扩散两类型的分类不具现实和理论意义,这是固态相变物理的科学发展。

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。

共析钢珠光体晶团的形成及其力学性能和解理断裂抗力的控制效应

铁碳系统碳素钢为机械制造工程支撑用材,在共析钢中珠光体晶团内,铁素体层片位向为等同的,晶团属相变基本单元,同样在亚共析钢中,除部分珠光体外,其中等轴状先共析铁素体的组织结构为有序的,实质上,为一晶团。因此,铁素体晶团为铁碳系统碳素钢组织结构的基元结构,钢件力学性能受控于晶团。晶团解理等效于珠光体解理,反之亦然,最为凸显的是,所有晶团的统计尺寸,是6μm小尺寸的,这是必然的,解理断裂抗力反比晶团尺寸(N_a^(-1/2)),且与外界条件变化无关,诸如与外界温度变化无关,均为铁碳钢材至为珍贵特性。珠光体晶团结构为有序型的,珠光体的结构便亦为有序型的,认为珠光体的形成机制为无序扩散型的是错误的,其形成机制为有序型的。

Fe-C合金贝氏体相变热力学研究

贝氏体的长大是铁原子切变和碳原子扩散两个过程的耦合。贝氏体相变的驱动力来源于碳在相界上的类平衡,当773K时,Δμ_(Fe, Ch)^(γ→α)=800J/mol。低于400℃贝氏体铁素体实际长大所对应的相界扩散迁动阻力高于最大相变驱动力,故在此温度以下,铁素体不能扩散长大。而在550℃以下贝氏体以类平衡切变长大在热力学上是可能的。类平衡切变模型能在热力学上解释在400—550℃温区内两种长大机制的贝氏体的重迭;它又可说明贝氏体切变长大特征,而且还能定量的给出受碳扩散控制的长大动力学,并与多方面实验结果很好地相符。

板条状FCC/ BCC相界结构和长大机制

魏氏铁素体、上贝氏体和板条马氏体均是过冷奥氏体板条状相变产物，它们的ＦＣＣ／ＢＣＣ相界都接近（１１１）ｆ密排面。本文用高分辨电镜在原子尺度上观察证实了板条马氏体相界台阶—位错结构，结合相变晶体学改进了板条马氏体和魏氏铁素体相界结构模型，这两个模型代表了（１１１）ｆ／（０１１）ｂ原子界面外延匹配可能的位错配置类型，同它们各自的长大动力学相容。贝氏体不可能有上述二者之外的相界结构，应通过试验确定，它属于上述两种模型中哪一种。文中研究表明，结合相变晶体学精确地实验和分析贝氏体相界结构。

用表面裂纹法研究表面强化层的疲劳裂纹扩展抗力

本文采用表面裂纹法研究了碳氮共渗、氮化及滚压强化层的疲劳裂纹扩展抗力．与常规的紧凑拉伸试验法相比，前者能灵敏地反映出表面强化层组织及性能的影响，后者却难于实现．试验证实碳氮共渗层中由于残留奥氏体应变诱发马氏体，导致疲劳裂纹扩展抗力提高；滚压强化及渗氮均能提高表面压应力，也使疲劳裂纹扩展抗力明显提高．

碳氮共渗层残留奥氏体对疲劳裂纹扩展抗力的影响

采用表面裂纹法研究了残留奥氏体在碳氮共渗层中疲劳裂纹的扩展行为，证实残留奥氏体在疲劳裂纹扩展过程中会形成应变诱发马氏体，从而导致疲劳裂纹扩展速率明显降低．通过裂纹前端塑性区的能量估算，指出上述现象是由于应变诱发马氏体时吸收大量能量的结果．