贝氏体铁素体取向关系及残留奥氏体膜

使用高分辨电子显微镜 (TRTEM)观察分析了中碳和中高碳贝氏体钢贝氏体铁素体 -奥氏体取向关系及贝氏体铁素体条束内残留奥氏体。贝氏体钢中上贝氏体 -奥氏体界面同时存在K S关系和N W关系或单独存在K S关系。标定结果证明 ,[1 0 0 ]α1 [1 1 0 ]γ [1 1 1 ]α2 ,( 0 1 1 ) α1 ( 1 1 1 ) γ ( 1 1 0 ) α2 ,以及 [1 1 1 ]α [1 1 0 ]γ,( 1 1 0 ) α ( 1 1 1 ) γ。透射电镜观察发现 ,贝氏体铁素体内有形貌及尺度不同的残留奥氏体膜存在 ,它们把贝氏体铁素体分割或包围成不同层次的结构单元 ,以残留奥氏体膜为分界面确定了贝氏体铁素体不同层次的精细结构单元及其尺度。贝氏体铁素体条束由亚片条、亚单元和基本单元 (或称为超亚单元 )组成。多数亚片条 ,亚单元和基本单元尺度分别在 2 5～ 80nm、2 5～ 80nm和 50～ 30nm不等。

残留奥氏体对1500MPa级新型低碳Mn-Si-Cr系合金钢冲击韧度的影响

15 0 0MPa级无碳化物贝氏体 马氏体复相钢的第一类回火脆性开始温度高于 36 0℃。实验表明 ,这并非由于贝氏体 马氏体复相韧化 ,而是与无碳化物贝氏体中的膜状残留奥氏体有关。无碳化物贝氏体中机械稳定性较高的残留奥氏体可能是导致无碳化物贝氏体 马氏体复相钢第一类回火脆性开始温度升高的直接原因。

低合金超级贝氏体钢组织形态的研究

针对贝氏体研究中的超级贝氏体组织,设计了试验用钢70MnSi2CrMo,经低温等温处理,获得贝氏体铁素体+残余奥氏体的组织,利用X射线衍射XRD、扫描电子显微镜SEM、透射电子显微镜TEM等仪器对其进行相组成和形态的检测分析.结果表明:在马氏体转变开始温度Ms点稍上的中低温区等温处理,贝氏体铁素体沿γ相晶界转变,无碳化物析出;α相转变排碳导致成分起伏,α/γ交界处过冷奥氏体稳定性增加,难以转变成马氏体;贝氏体铁素体的转变特征、过饱和的碳浓度、高密度位错、以及纳米尺寸相界面和亚结构等,影响着超级贝氏体钢的力学性能.

不同贝氏体区等温温度下TRIP钢的组织和性能

为开发具有良好强塑配合的超高强汽车用TRIP钢,设计本试验钢。利用CCT-AY-Ⅱ型连续退火模拟机研究了不同贝氏体区等温温度对试验钢组织和性能的影响。通过DIL 805A型热膨胀仪测定了试验钢的Ac1、Ac3及Ms、Mf点。使用拉伸试验机测定了试验钢的力学性能,通过SEM、EBSD及XRD等技术观察了试验钢的组织及残留奥氏体量。结果表明:试验TRIP钢两相区保温温度为800℃,贝氏体区等温温度为410℃时,综合力学性能最佳,抗拉强度与屈服强度分别达到1114 MPa和485 MPa,伸长率可达20%。试验钢的屈服强度主要由铁素体决定,抗拉强度和伸长率则主要与贝氏体、残留奥氏体及其碳含量有关。

冷却速度对低碳贝氏体钢组织性能的影响

本文研究了一种低碳贝氏体钢经不同冷速处理后组织性能的变化。在0.9℃/min的冷速下,几乎得到全部粒状组织,随冷速增大,粒状组织减少,粒状贝氏体增多,当冷速增到156℃/min时基本上全成为粒状贝氏体。结果表明,粒状贝氏体比粒状组织具有更高的强韧性。在0.9～156℃/min的冷却速度范围内,冷速加快,夏氏冲击韧性从46J/cm^2提高到111J/cm^2,屈服强度、抗拉强度也有较大提高。冷速进一步增加,冲击韧性显著下降,强度仅略有提高。本文对粒状贝氏体的强韧化机理作了初步分析。

粒状贝氏体和粒状组织强韧化机制的研究

M-A岛以双相强化方式可有效地提高粒状组织的强度;而对粒状贝氏体起主要作用的是碳的固溶强化和板条亚晶强化,这是造成粒状贝氏体强度高于粒状组织的主要原因。粒状组织的韧性来源于由铁素体断裂强度所决定的裂纹形成功,但粒状贝氏体的韧性主要部分是裂纹扩展功,铁素体板条亚晶及机械稳定性较高的残余奥氏体对此起主要韧化作用。

轧制预变形对超细贝氏体钢组织与性能的影响

采用场发射扫描电镜（FESEM）、X射线衍射（XRD）和力学性能测试等分析手段,研究轧制预变形对超细贝氏体钢组织和力学性能的影响。结果表明：在相同奥氏体化温度下,冷轧样的奥氏体晶粒尺寸小于热轧样,冷轧样获得的超细贝氏体钢的力学性能高于热轧样;在相同奥氏体晶粒尺寸下,冷轧样力学性能高于热轧样;冷轧样在950℃保温30 min后,再经300℃等温1 h后空冷,实验钢综合性能最佳,抗拉强度在保持较高水平（2310 MPa）的同时,伸长率（12.5%）较高。

亚纳米超细贝氏体钢的组织和性能

为了缩短贝氏体转变时间并减少生产成本,设计并冶炼了一种新的贝氏体钢种,在Gleebe-1500热模拟实验机上测定其热膨胀曲线,结合显微组织图绘制了实验钢的CCT曲线。根据CCT曲线进行低温等温转变实验,对热处理试样进行拉伸试验,获得了实验钢低温转变后的力学性能。通过TEM观察发现低温转变的实验钢是由亚纳米级的超细贝氏体、马氏体等组成的一种超细贝氏体钢。340℃×2 h的低温等温转变,实验钢的抗拉强度达到1470 MPa,伸长率为15%。

添加0.5%铜及贝氏体化对0.2C-1.5Mn-1.5Si形变诱发塑性(TRIP)钢板组织和力学性能的影响

系统研究了添加0.5%铜及贝氏体恒温处理工艺参数对0.2C-1.5Mn-1.5SiTRIP钢板组织及性能的影响规律。结果表明,在450℃×3min常规贝氏体恒温处理工艺条件下,在TRIP钢中加入0.5%铜可以明显提高其残留奥氏体量和抗拉强度,但使总伸长率降低;随着贝氏体化时间的增加,TRIP钢板中贝氏体含量增加,而处于亚稳态的残留奥氏体明显减少。

贝氏体等温温度对TRIP980高强钢微观组织及力学性能的影响

研究了TRIP980钢的相演变规律及热处理制度对其组织和力学性能的影响。采用Jmat-Pro软件计算了热力学平衡状态下的相变过程,采用Gleeble3500热模拟试验机测试了不同冷速下的相变规律并绘制了CCT图,测试了钢的力学性能,并进行金相、SEM和EBSD组织观察。结果表明,TRIP980钢在0.5℃/s的冷速下便可生成贝氏体,在380~420℃的贝氏体等温区间,随温度升高,钢的屈服强度提高,抗拉强度降低,伸长率和强塑积升高,在420℃/120 s的等温工艺下达到最高强塑积,为19750 MPa·%。贝氏体相变的发生和室温下较稳定残留奥氏体的存在,是钢塑性提升的关键因素。

贝氏体组织的回火转变

研究贝氏体组织的回火转变具有重要理论意义和工程应用价值。贝氏体回火时将发生一系列的转变,贝氏体铁素体中形成碳原子偏聚区,析出碳化物,发生回复,内应力将消除。回火温度升高时,碳化物在位错线处形核-长大,发生聚集球化。在400℃以上回火时,残留奥氏体发生分解。M/A岛也发生转变。回火产物为回火托氏体。

贝氏体含量对G55SiMoV钢M/B复相组织韧性的影响

通过控制热处理参数在G55SiMoV钢中获得了不同贝氏体含量的马氏体/贝氏体复相组织,研究了贝氏体含量对其韧性和回火脆性的影响。结果表明:随等温时间延长贝氏体含量增加,等温淬火5 min、15 min、30 min、60 min可分别获得17%、27%、29%、31%的贝氏体。当贝氏体量较多(大于27%)时,马氏体对贝氏体的应变强化效果降低,韧性提高更加显著。300℃以下回火时组织和硬度基本不变;300℃回火时存在回火脆性,该马氏体/贝氏体复合组织钢的回火脆性温度区间几乎不受贝氏体量的影响,但增加贝氏体量可以提高残留奥氏体稳定性,使韧性降幅减小。

显微组织对贝氏体钢筋氢脆敏感性的影响

通过电化学充氢、慢拉伸实验并结合XRD、SEM、TEM和EBSD等显微组织表征方法,研究了显微组织对两种不同强度级别贝氏体钢筋氢脆敏感性的影响。结果表明:PSB1080钢筋强度高,但氢脆敏感性却低于PSB830钢;PSB830钢筋的组织分布不均匀,马氏体块尺寸差异较大,马氏体中高密度的位错为可逆氢陷阱,充氢之后氢分布不均匀,在拉伸的过程中,氢原子随位错迁移,扩散富集至裂纹尖端,裂纹在脆性大的马氏体和强度低的铁素体中扩展迅速,氢脆敏感性大。PSB1080钢筋板条间的残留奥氏体为不可逆氢陷阱,阻碍了氢原子的扩散富集,此外其组织的均匀性使钢中氢的分布也相对均匀,氢脆敏感性小。亚微米、纳米级的残留奥氏体同时具有良好的机械稳定性和化学稳定性,缓解了应力集中,阻碍了裂纹的扩展。

奥氏体状态对Mn-Cr齿轮钢连续冷却相变组织的影响

使用Gleeble1 50 0热模拟试验机研究了成分( % )为:0 . 2 3C ,0 .74Mn ,0 . 90Cr齿轮钢奥氏体晶粒尺寸和变形(真应变量0 . 4)对连续冷却相变组织的影响和连续转变冷却(CCT)曲线。实验结果表明,当齿轮钢未变形时,获得完全多边形铁素体+珠光体混合组织的临界冷速为0. 5～1℃/s ,冷速较快时,中温相变产物由贝氏体及针状铁素体组成;奥氏体变形时,多边形铁素体相变开始温度升高,获得完全多边形铁素体+珠光体混合组织冷速增大,为1～2℃/s ,中温相变产物没有出现贝氏体,只有针状铁素体。

45Cr2NiMoVSi钢马氏体贝氏体复合组织的热磨损性能

通过对45Cr2NiMoVSi 钢进行常规油淬和等温淬火处理,获得单相马氏体组织和马氏体贝氏体复合组织。本文选用单相马氏体组织、马氏体+40%下贝氏体复合组织和马氏体+41%变态贝氏体复合组织经300℃、650℃回火,进行冲击热磨损试验。结果表明,无论是300℃回火还是650℃回火,复合组织尤其是马氏体变态贝氏体复合组织的抗热磨损性能优于单相马氏体组织。

《日本钢铁协会》Vol．52（2012），No．10，P1894-1901Cr、Mo、Ni对0．2％C—Si—Mn—Nb超高强度TBF钢的微观组织和残余奥氏体特性的影响

将Cr、Mo、Ni加入到0．2％C-1．5％Si-1．5％Mn-0．05％Nb超高强度相变诱导塑性贝氏体铁素体钢（简称TBF钢）中，可提高钢的硬度。研究了合金元素对TBF铜的维氏硬度、微观组织和残余奥氏体特性的影响。当TBF钢在Ms和Mf之间的温度等温淬火时，维氏硬度从HV300升高到HV430。微观组织由马氏体、板条贝氏体和残余奥氏体组成，残余奥氏体的体积分数增大则硬度上升，残余奥氏体的碳浓度下降硬度也上升。同时，马氏体相的量增加则硬度增大。这些特性归因于Cr、Mo、Ni钢在等温淬火过程中，延迟的贝氏体转变。加Ni进一步降低T0线。虽然Cr、Mo钢的残余奥氏体相的碳含量低。但抗应变能力强。

过冷奥氏体和残留奥氏体

1过冷奥氏体(亚稳奥氏体)过冷奥氏体(亚稳奥氏体)是Fe-C系合金中共析温度以下存在的奥氏体。一旦条件具备,亚稳定状态的奥氏体将分解转变为珠光体、贝氏体、马氏体或混合组织。2残留奥氏体残留奥氏体是由于溶质偏聚或冷却速率等方面的原因,全部奥氏体的转变受到抑制,从而部分保留至室温的亚稳定奥氏体,通常存在于马氏体片间和马氏体中脊附近。残留奥氏体是所有可淬火硬化的钢中普遍存在的组织,与过冷奥氏体相同.

等温淬火对纳米贝氏体钢的组织和力学性能的影响

依据Thermo-Calc计算设计了一种成分为Fe-0.8C-2Mn-1.5Si-1.5Cr-0.25Mo-0.25Ni-1Al-0.25Co-0.1V可用于制造钢丝的纳米贝氏体钢,使用热膨胀相变仪、扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、透射电镜(TEM)和拉伸实验等手段研究了等温淬火温度和时间对其组织和力学性能影响。结果表明:这种纳米贝氏体钢低温等温淬火后的组织,由纳米结构的贝氏体铁素体板条、残余奥氏体和少量的马氏体组成。随着等温淬火温度的提高相变速率随之提高,贝氏体铁素体的体积分数增大。随着等温淬火时间的延长,贝氏体铁素体的体积分数增大而过冷奥氏体的量减少,在室温下生成的块状M/A岛的尺寸减小和体积分数降低,碳的配分使过冷奥氏体的稳定性提高,M/A岛中的脆性马氏体比例大幅度降低,拉伸断口由混合型断裂向准解理断裂转变。将这种钢在230℃保温48 h后强塑性匹配最佳,其抗拉强度和屈服强度分别达到1625和1505 MPa,延伸率达到34.5%。

60Si2 Mn钢中(BF+A_R)显微组织的形成规律及其力学性能

研究了 60Si2Mn钢经等温处理后的显微组织和力学性能。试验结果表明 ,钢中具有簇条状贝氏体铁素体 (BF)与其间的残留奥氏体 (AR)显微组织 ,可以获得良好的综合力学性能。 60Si2Mn钢经过 90 0℃奥氏体化后 ,在 380～ 4 2 0℃等温适当时间空冷到室温后 ,可以获得约 ( 80 %BF +2 0 %AR)的显微组织 ,其抗拉强度σb≈ 12 0 0MPa ,伸长率δ10 ≈ 2 5 %,并对其形成规律进行了讨论。

热处理工艺对高碳铬轴承钢组织和性能的影响

研究了不同热处理工艺(淬回火、贝氏体等温淬火、马氏体预淬火后贝氏体淬火和贝氏体变温淬火处理)对典型高碳铬轴承钢GCr15的组织以及硬度、抗拉强度、冲击功和耐磨性等力学性能的影响,对比分析了不同热处理工艺的微观组织和性能的关系;为了更好地分析下贝氏体短时处理和尺寸稳定性,采用膨胀法进行了试验研究;利用XRD分析,研究了不同热处理工艺后残留奥氏体的量。研究表明,与常规淬回火相比,得到贝氏体组织的处理过程可以得到组织和性能的最佳匹配;贝氏体处理后,试样综合性能优于淬回火处理且尺寸稳定性好;马氏体预淬火处理和贝氏体变温处理在提高钢综合性能的同时又能不同程度缩短贝氏体转变时间。