关于贝氏体铁素体形核的评述——兼复徐祖耀《评刘宗昌等“贝氏体……”一文》

贝氏体铁素体在晶界形核的新观察验证了形核的一般规律。依据试验观察,理论计算得贝氏体临界晶核尺寸和形核功为:a*=16.7 nm;b*=25 nm,ΔG*=270 J.mol-1,此值合理。奥氏体中贫碳区的存在是普遍事实,试验也测得贝氏体相变孕育期内形成了贫碳区;不能将Spinodal分解与奥氏体中形成贫碳区和富碳区混为一谈。涨落是相变的契机,在孕育期内奥氏体中必由于涨落而形成贫碳区。阐述了非协同热激活跃迁形核机制。大量TTT图分析和实测均表明贝氏体铁素体形核-长大不可能以扩散方式进行。

低碳贝氏体钢等温淬火变体选择与特殊晶面定量化表征

为分析低碳贝氏体钢(15Cr12CuSiMoMn)的变体选择与特殊晶面取向差分布对其力学性能的影响,以及变体选择与晶面取向差之间的相互联系,对实验钢充分奥氏体化后在指定温度进行等温淬火热处理,随后分析并表征等温转变过程中变体选择的演变规律与特殊晶体学面取向差分布规律。结果表明,实验钢所得{100}极图与{100}标准极图吻合,贝氏体变体与母相奥氏体的位向关系符合K-S关系,随着等温淬火温度的升高,贝氏体相变速率加快,变体选择能力降低,同时大角度晶界HAGBs(45~65°)、小角度晶界LAGBs(2~15°)界面含量减少。等温淬火60 min发现320℃时原奥氏体晶粒内同一CP组中V1/V2、V1/V3、V1/V5等变体对数量较340℃时分别增加2.4%、15%、1.1%,同一CP组中的贝氏体变体可增加大角度晶界;320℃等温淬火后实验钢具有较大的整体界面取向差、解理面(100)取向差以及滑移面(110)取向差,其整体界面取向差范围为3.2~62.5°,解理面(100)取向差范围为6.9~47.8°,滑移面(110)取向差范围为1~29.2°。通过控制贝氏体变体分布与含量进而影响其有效解理面(100)取向差与滑移面(110)取向差的分布范围,增大特殊晶面取向差范围有利于优化贝氏体组织,最终达到改善其力学性能的目的。

贝氏体铁素体形核机理求索

应用试验和综合分析的方法,研究了贝氏体铁素体的晶核尺度及其形成机理。认为过冷奥氏体中,存在并且能够形成贫碳区。依靠成分涨落、结构涨落和能量涨落,及其非线性的正反馈作用使奥氏体点阵瓦解,建构α核坯,铁原子和替换原子以热激活跃迁方式转入α核坯中,以界面过程控制方式成长为贝氏体铁素体晶核。从贝氏体亚单元和精细孪晶的实测尺寸推测晶核的尺度为在长度和宽度上应当小于1nm,有几个原子层厚,呈片状。

贝氏体碳化物的形貌及形成机制

通过对多种工业用钢贝氏体碳化物的电镜观察和理论分析,结果表明:贝氏体碳化物呈短棒状、层片状、纤维状、楔形等形形色色的形貌。在贝氏体铁素体(BF)内部不具备形成碳化物的条件。贝氏体碳化物在BF/γ相界面上形核,并沿着相界面长大。上贝氏体的θ(Fe,M)3C与铁素体片条大体上平行排列;下贝氏体碳化物以楔形长入铁素体亚单元之间,或长入富碳奥氏体中,并且与铁素体主轴方向呈现交角分布。上、下贝氏体中碳化物停止长大后均可被铁素体包围,表现在形态上是分布在贝氏体铁素体中。贝氏体碳化物形成过程中,碳原子长程扩散,而铁原子和置换原子以热激活跃迁的方式,沿着界面位移,实现晶格改组。

贝氏体铁素体形核长大的热激活迁移机制

应用QUANTA-400型环扫电镜研究了20CrMo钢贝氏体铁素体的形核长大,提出了原子热激活迁移的形核机制。认为过冷奥氏体在孕育期中,依靠成分涨落,形成贫碳区,由于三种涨落的非线性正反馈作用使奥氏体晶格瓦解,建构α核坯,铁原子和替换原子以热激活迁移方式转入α核坯中,以界面过程控制方式形成贝氏体铁素体晶核,并且迅速长大。

Fe-1.12Cu合金中Cu的脱溶

含铜高纯低碳钢具有高强度、高韧性等多种优良的性能。本文研究了Fe-1.12Cu合金在固溶、沉淀过程中组织结构的变化规律。结果表明,Fe-1.12Cu合金在固溶态存在铜原子的偏聚区,呈现短程有序结构;在时效峰处,铜原子在有序畴中呈现有序排列,并与基体共格;在过时效阶段,有序畴经类B2结构等过渡相,逐渐演化成fcc的ε-Cu颗粒。

去氢退火工艺的设计及应用

分析了氢在钢中的存在状态 ,阐明了氢的溶解度与扩散系数之间的联系 ,据此 ,优化了去氢退火工艺参数 ,通过生产实践 ,新工艺获得显著经济效益。

贝氏体相变特点的研究

研究贝氏体相变的特点,弄清贝氏体相变反应与共析分解的区别极为重要。本文应用QUANTA—400环扫电镜和JEM—2010高分辨电镜观察了多种钢的珠光体和贝氏体组织形貌和亚结构。综合以往的研究资料,从表象到本质上分析了贝氏体相变的特征,阐述了贝氏体相变与共析分解的区别。认为:贝氏体相变具有过渡性特征,贝氏体相变绝非共析分解。有的学者将贝氏体相变说成是共析分解的延续,那是不正确的。从贝氏体的物理本质出发,提出了钢中的珠光体、贝氏体、共析分解、钢中贝氏体相变等重要概念的新定义。

65Mn钢CCT曲线及圆锯片淬火工艺

用全自动相变测定仪测定了圆锯片常用65Mn钢的连续冷却转变曲线，研究了不同连续冷却速度下得到的组织，为合理制订圆锯片的淬火工艺提供了依据，得出了最佳淬火工艺曲线。

含铜低碳高纯净钢的固溶与时效工艺

研究了含 1 12 %Cu的高纯低碳钢的固溶和时效工艺对合金组织、硬度的影响 ;应用金相显微镜及JEOLJEM 2 0 10型高分辨电镜观察了沉淀析出过程。结果发现 ,其固溶态含有大量有序畴的不均匀固溶体 ;时效初期到时效峰之间 ,有序畴中不断形成类B2过渡相。时效峰是类B2过渡相 +有序畴的整和组织强化的结果。

贝氏体相变的切变-扩散整合机制

运用试验与综合分析的方法,通过对贝氏体相变的形核、长大,贝氏体铁素体的亚结构、相变动力学的综合研究和分析,认为贝氏体相变机制具有过渡性,既非切变机制,也非台阶扩散机制,并提出了切变-扩散整合机制。依靠涨落、碳原子的扩散,形成贫碳区。贝氏体铁素体在贫碳的奥氏体中形核。系统自组织功能使相界处和奥氏体中的Fe原子和替换原子通过热激活跃迁、界面扩散或切变等方式,重复产生亚单元。在亚单元边界处的富碳奥氏体中析出渗碳体或ε-碳化物,也可以成为残留奥氏体。

P20塑料模具钢的组织对抛光性能的影响

测试和研究了P2 0塑料模具钢 90 0℃淬火马氏体和 90 0℃加热 4 5 0℃等温淬火粒状贝氏体在4 0 0～ 70 0℃回火的托氏体组织的硬度和表面粗糙度。结果表明 ,P2 0钢回火后的硬度越高 ,粗糙度越低 ,抛光性能越好 ;马氏体回火组织较粒状贝氏体回火组织细小 ,具有良好的抛光性能 ;当P2 0模具钢的硬度HRC为32～ 38时 。

H13钢A_1稍下转变动力学及相分析

应用Ｆｏｒｍａｓｔｏｒ－Ｄｉｇｉｔａｌ全自动相变仪测定了Ｈ１３钢的退火用ＴＴＴ图。利用物理化学相分析法研究了Ｈ１３钢在Ａ１稍下的转变产物，分析了球化组织中基体的成分和碳化物的结构及相对量。

X45NiCrMo4钢锻轧材退火组织对硬度的影响

研究了德国 X45Ni Cr Mo4工具钢锻轧材软化退火的组织对硬度的影响。若要将硬度降低到 2 1 5～ 2 30 HB,采用锻轧后高温回火来实现退火软化是十分困难的。因为高温回火时铁素体再结晶困难 ,得到的组织特别细小 ,硬度居高不下。而在临界点以上奥氏体化后再使其分解为粗珠光体组织可使硬度降低到 2 30 HB以下 。

含铜高纯钢中的有序畴

用高分辨电子显微镜研究了含铜高纯低碳钢固溶态的组织结构特征。结果表明,该钢经固溶处理后其组织为铜分布不均匀的过饱和铁素体。这种过饱和铁素体基体上分布着大量纳米级的有序畴结构。

稀土对低碳硅锰钢组织转变的影响

冶炼10SiMn、10SiMnCe、10SiMnNb、10SiMnNbRE等低硫钢,测定10SiMnCe中固溶铈为0.09％,10SiMnNbRE中固溶0.035％RE。试验表明,稀土元素不改变过冷奥氏体转变CCT曲线的形状,但使其向右下方移动,即推迟了先共析铁素体的析出,阻碍了珠光体的分解,也推迟了贝氏体转变。同时将Ac_1,Ar_1,Ac_3,Ar_3,M_s,M_f等临界点降低5～62℃。在同样冷却速度下,先共析铁素体量减少,珠光体量增加且细化,粒状贝氏体量增加,转变产物的硬度升高。这表明固溶稀土增加了过冷奥氏体的稳定性和钢的淬透性。

固溶La对高纯净钢中γ→α相变的影响

通过对L a在高纯净钢中合金化作用的研究,结果表明,固溶L a对γ→α相变产生明显的影响,细化铁素体晶粒,提高了硬度。但对退火组织的铁素体晶粒影响不大。退火后的铁素体晶粒内部的亚晶界较为明显。在冰盐水淬火时,L a使得γ→α多型性转变按块状相变方式进行,铁素体晶界呈现不规则形貌,铁素体晶粒呈块状,有时呈条片状或针状。

工模具钢退火用C曲线的测定及其应用

为使H13、S7、S5等工模具钢的轧锻材的退火工艺更加科学合理 ,应用Formastor Digital全自动相变膨胀仪测定并研究了几种钢退火用TTT图和CCT图 ,测定了临界点 ,为科学地制订退火新工艺提供了依据。新工艺改善了退火钢材的质量 ,实现了节能 ,提高了生产率。

固溶稀土对钢临界点的影响

本文研究了铈或混合稀土金属对10SiMn、10SiMnNb及42MnV三种钢的临界点的影响,结果表明,稀土元素在这些钢中都有一定的固溶量,促使Ac_1,Ar_1,Ac_3^-,Ar_3^-,Ms,Mf,Bs点温度有所降低。

P20塑料模具钢的相变动力学曲线

应用ForMaster Digital相变膨胀仪测定了P2 0塑料模具钢奥氏体的等温转变动力学图。等温转变的组织结构研究表明 ,奥氏体在河湾区上部转变为珠光体 。