贝氏体组织与贝氏体钢

本文叙述了Ｍｎ－Ｂ系贝氏体钢在我国的最新发展、应用状况及发展前景，与Ｍｏ－Ｂ系对比，表明Ｍｎ－Ｂ系贝氏体钢的技术和效益的优越性，阐述了贝氏体显微组织、形貌、精细结构以及超精细结构的新发展及其对贝氏体钢断裂过程的影响，在理论上部分地解释了贝氏体钢的优越性能，并提出了新的成分设计的思路。

氧空位对氧化锆相结构稳定性及相变过程的影响

从晶体学和配位学的角度，结合电化学技术，讨论了氧空位对氧化锆相结构稳定性的影响及其在氧化锆四方相→单斜相转变过程中的作用。结果表明：氧空位的存在与变化不仅影响着氧化锆相结构的稳定性，而且影响着氧化锆的低温相变过程。对于含有一定量氧空位的亚稳四方相氧化锆，氧空位浓度的增加与减少都会进一步降低其结构稳定性。

新型低碳贝氏体非调质钢研究

所研究的新型贝氏体非调质钢与传统微合金非调质钢相比具有以下特点：不用Ｖ、Ｎｂ、Ｔｉ等合金元素，取消淬火、回火，从而节约合金元素，降低生产成分以及能耗。该钢具有较好的综合力学性能：σｂ≥８８０ＭＰａ、σｓ≥５５０ＭＰａ、σｓ／σｂ＝０．６～０．６８、ａｋ≥６０Ｊ／ｃｍ２，能在连杆、轴类件等多方面应用。

下贝氏体中碳化物的析出

通过3组实验证实了下贝氏体碳化物是在α/γ界面的奥氏体一侧析出,并向奥氏体中生长,同时也在贝氏体亚单元之间析出．在形态上,碳化物存在于铁索体内,也可跨越α/γ或α/α界面;在整个相变过程中,铁素体与碳化物的长大呈相互竞争机制,碳化物从α/γ界面的γ一侧析出,但铁索体的长大速度远高于碳化物,二者长大的结果是铁索体将碳化物包围,导致碳化物似乎是由铁索体中析出的假象;用热力学及台阶理论对实验结果做了分析,在实验证据及理论分析的基础上,提出了下贝氏体碳化物的析出及长大模型;下贝氏体碳化物是由富碳残余奥氏体中析出而不是由碳过饱和的铁索体中析出,其实质是确定新形成的贝氏体铁素体中是否含有过饱和碳,这直接涉及贝氏体相变机制的类型．

中低碳含硅空冷贝氏体钢的冲击韧性

研究了新设计的含硅中低碳空冷贝氏体钢的热处理工艺与冲击韧性。研究发现，该钢经连续冷却获得的贝—马复相组织具有高的韧性。经３００℃回火后，钢的冲击韧性可达到９６Ｊ／ｃｍ２，其韧性高于同一温度回火的马氏体组织。硅将回火脆性温度推向高温。

硅对中低碳贝氏体铸钢组织和性能的影响

系统研究了不同含量的硅对Mn Si Cr B系贝氏体铸钢强韧性的影响。结果表明 ,Si量在铸钢中为 1 6%～ 2 4%时 ,脆性的渗碳体被韧性的残留奥氏体代替 ,得到无碳化物贝氏体 ,其组织特征为含碳过饱和的板条贝氏体铁素体和分布在其中的薄膜状富碳残留奥氏体。在其硬度基本保持不变的情况下 ,冲击韧度显著提高 ,由 5～ 6J/cm2 提高到 8～ 1 2J/cm2 (U型缺口 )和由1 2～ 1 3J/cm2 提高到 2 0～ 30J/cm2 (无缺口 )。但是 ,Si增加铸钢的枝晶偏析和块状残留奥氏体 ,当钢中硅量达到 2 4% ,铸钢硬度明显下降。

关于提高博士生培养质量的若干关系

本文结合清华大学多年来博士生教育的实践，从建设世界第一流的有中国特色的社会主义大学的角度出发，提出当前在博士生教育的指导思想和实际工作中应当注意处理好几个方面的关系，即处理好数量和质量的关系，以提高质量为工作重心；处理好学科建设与人才培养的关系，以博士生培养为结合点；处理好“创新”和“跟踪”的关系，把“创新”摆在核心位置；处理好“专精”和广博”的关系，注意拓宽博士生的科技视野；处理好工程技术成果和发表科技论文的关系，促进更多高水平论文的发表和处理好德、智、体全面发展的关系。

白层形态及形成机制

用透射电镜研究了冲击磨损所形成白层的组织形态．试验结果表明，钢中白层的亚结构具有多种形态，由表及里依次为细条状、缠结胞状、多边网状和等轴状位错组态，它们均由不均匀变形造成．观察结果进一步证实了白层的形变机制．

硅对贝氏体铸钢高应力冲击磨损性能的影响

研究了不同硅含量 (0 .7%～ 2 .4% ,质量分数 ,下同 )贝氏体铸钢的抗高应力磨损性能和失效机制。结果表明 :高硅贝氏体铸钢的耐磨性能较低硅钢显著提高 ,其磨损失重约是低硅贝氏体铸钢的 1/ 2。这是因为硅使贝氏体铸钢在高应力冲击磨损下表现出不同的失效机制。低硅 (0 .7% )贝氏体铸钢由于韧性低、组织结构粗大及树枝晶的微区成分偏析 ,故材料抵抗冲击的能力很低 ,常在表面还未形成强烈变形层 (白层 )甚至变形层时 ,就在变形层和材料基体内产生裂纹并扩展 ,故低硅贝氏体铸钢的失效方式为变形层和基体剥落机制。而硅含量为 1.6 %～ 2 .4%的高硅贝氏体铸钢 ,因脆性的渗碳体被韧性的残余奥氏体所代替 ,钢的韧性显著提高 ,失效方式表现为白层的剥落机制。

稀土、钛复合变质剂对贝氏体钢铸态晶粒细化的研究

系统研究了稀土、钛复合变质剂对锰硅硼贝氏体铸钢晶粒尺寸的影响。结果表明，经稀土、钛复合变质处理后，贝氏体铸钢中形成大量的高熔点化合物，尺寸约１０ ～２５μｍ 。这些高熔点化合物作为非均匀形核核心，增加了液固相变形核位置，使铸态晶粒尺寸明显减小，为变质前的１／３ ～１／２ 。经扫描电镜（ Ｓ Ｅ Ｍ） 、能谱（ Ｅ Ｄ Ｓ） 和 Ｘ 射线衍射分析（ Ｘ Ｒ Ｄ） 表明，高熔点相为稀土氧化物（ Ｌａ ， Ｃｅ）２（ Ｏ， Ｓ）３ 和碳、氮化物 Ｔｉ（ Ｃ， Ｎ） 。根据错配度理论计算表明，上述稀土氧化物（ Ｌａ ， Ｃｅ）２（ Ｏ， Ｓ）３ 、碳氮化物 Ｔｉ（ Ｃ， Ｎ） 的某些密排面与贝氏体铸钢δ相的密排面具有很低的错配度，分别为６ ％ 和７９ ％ 。上述高熔点相的密排面可作为δ相形核的界面，促进贝氏体铸钢的非均匀形核。

硅和少量钼对Mn-B系贝氏体钢转变动力学的影响

研究了不同硅含量和少量钼对中碳Ｍｎ－Ｂ贝氏体钢连续转变动力学（ＣＣＴ曲线）的影响，发现随钢中硅含量的增加，Ｃ曲线的高温转变部分向左移动，并使转变温度升高，而中温贝氏体转变曲线向右下方移动，推迟了贝氏体转变，少量钼能有效地推迟珠光体转变。

碳钢的高应力冲击磨损行为研究

在高应力冲击磨损条件下，金属材料的磨损表面很容易形成硬度很高（ＨＶ≥１０００）的白层．采用新的试验方法，研究了碳钢在高应力冲击条件下的磨损特征，并且从分析白层的结构出发，讨论了白层的形成机制和失效模式．结果表明，材料的高应力冲击磨损质量损失与冲击次数之间具有线性关系，韧性较好的低碳钢的耐磨性比高碳钢的好，原因是硬度越高，白层在磨损过程中越容易发生剥层与剥落．白层是一种高度塑性变形层。

锰-硼系空冷贝氏体钢的新近发展

本文简要阐述了Ｍｎ－Ｂ系空冷贝氏体钢系列及产品近年的新发展。材料以普通元素Ｍｎ和微量Ｂ合金化，较Ｍｏ－Ｂ系贝氏体钢成本显著低廉，可空冷自硬，强韧性好，应用面广，钢厂可直接出产品，现已可生产耐磨钢球、耐磨铸钢、离心铸管、塑料模具、汽车前轴、各种轴类零件、叉车货叉、板弹簧、圆弹簧、标准件、煤矿综采机刮板和截齿等。部分贝氏体钢优质产品已经进入大规模生产。该系列材料可对中小钢厂及有炼钢设备的机械厂略加技术改造，即可迅速进入贝氏体钢产品生产。

C-Si-Mn-B系贝氏体钢的强度及强化机制

测定并分析了中碳和中低碳C Si Mn B系贝氏体钢的抗拉强度及强化机制。结果表明,该钢具有较高的强度和良好的塑性。减小贝氏体铁素体板条宽度和提高板条内的位错密度对贝氏体的强化有较大贡献。在贝氏体 马氏体复相组织的强化机制中,应考虑下贝氏体板条对原奥氏体晶粒的分割细化效应以及马氏体对贝氏体板条变形的约束作用。由强化机制计算的强度值与实测值有较好的一致性。

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。

稀土/钛变质贝氏体铸钢的高应力冲击磨损研究

研究了高硅贝氏体铸钢变质前后的高应力冲击磨损性能和失效机制。试验结果表明,变质处理后贝氏体铸钢的磨损性能明显提高,其磨损量约是变质前的1/2。这是因为稀土/钛变质剂能有效地改善铸钢的晶粒和组织粗大、成分偏析造成的组织不均匀等问题,使铸钢具有优良的耐磨性能。

200Cr12钢下贝氏体碳化物来源及形成机制

通过本文实验用钢的研究,证明了下贝氏体碳化物的来源用透射电镜(TEM)证实下贝氏体碳化物在下贝氏体铁素体宽面上巨型台阶前沿析出,且呈楔状形态,楔根(较粗的一端)源于巨型台阶前沿、楔尖指向奥氏体基体内部;随着离α/γ界面距离的增加,楔状碳化物截面逐渐变细,最后演变为楔尖状实验表明:下贝氏体碳化物优先在α/γ界面上巨型台阶阶面前沿形核,或在界面附近奥氏体侧形核,也可在贝氏体铁素体亚片条间奥氏体内形核。

硅对Mn-B系空冷贝氏体钢组织与性能的影响

研究了硅对中低碳和中碳ＭｎＢ系空冷贝氏体钢的组织和强韧性的影响。结果表明，硅含量为１４％～１８％时，钢中的贝氏体组织是由残余奥氏体和贝氏体铁素体所组成的无碳化物贝氏体。冷却后的贝氏体／马氏体复相组织具有良好的强韧性。高硅中低碳钢和中碳钢的断裂韧度分别达到１１９ＭＰａ·ｍ１／２和７３ＭＰａ·ｍ１／２，显著高于硅含量低的钢。

氧化锆在电场下的相变

在２００～４００℃温度范围内，电场可以显著促进３％（ｍｏｌ）Ｙ＿２Ｏ＿３－ＺｒＯ＿２中四方相氧化锆向单斜相的转变，而且其等温动力学曲线呈抛物线规律，这说明在氧化锆四方相向单斜相的转变过程中存在着明显的扩散长大现象。另外，近阳极面的相变量明显高于近阴极面的相变量，这说明该相变过程与氧空位或缺陷簇的迁移过程密切相关。

我国贝氏体钢的前景

叙述了贝氏体钢在技术及经济上的优越性，以及贝氏体钢在我国的应用情况及今后的发展前景。