块状相变

概述块状相变研究的进展 ,包括该相变的特征、发生条件及相界结构。块状相变可以定义为 :成分不改变、通过相界扩散的形核—长大型相变 ;相变包括结构改变和有序化 ,其产物一般呈块状显微组织 ,但有时也呈平面边界 ,与其长大的母相晶粒不具完整的位向关系 ,与母相不具点阵对应。讨论块状相变热力学上的两种观点 :上限温度为同成分两相的Gibbs自由能相等的温度T0 及以α/α +γ平衡相界为限制温度 ,本文作者倾向于前一观点。块状相变动力学及相变产物的形态决定于相界结构。阐述相界结构的研究进程。晚近研究结果已揭示相界的共格程度决定于特殊相界面的位向 ,从非共格到一维共格。提出对相界微观结构及其动态、定位考察以及相变产物一些性质研究的展望。

含La钢的γ→α块状相变

研究了含La高纯钢的相变,发现固溶La对γ→α相变产生明显的影响,La细化了铁素体晶粒,提高了硬度。在冰盐水中淬火时,La使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,呈块状,有时呈条片状或针状。探讨了块状相变的机理,块状相变速度很快,是界面热激活控制的。

钢的块状相变特征

总结了钢中块状相变的组织特征、内部亚结构及动力学条件。超低碳钢或中低碳钢均可发生块状相变,其组织形貌可呈不规则的块状或条片状,内部亚结构主要是位错与亚晶粒。在现有块状相变定义的基础上,综合块状相变的特征,从便于组织甄别的角度提出新定义：块状相变是热激活原子非协同地跨过相界长大过程,新相可穿越母相晶界、与母相成分相同且不具特定晶体学位向关系的相变。

含稀土元素的低碳高纯钢块状相变研究

本实验主要研究以低碳高纯钢在加入稀土元素后块状相变的组织形貌和性能。其中对加入稀土元素和不加稀土元素的试样做对比。通过热处理工艺、金相法和JEM-2010电镜研究含稀土元素高纯钢的相变过程。稀土元素促进块状相变使γ→α多型性转变,铁素体晶界呈现不规则形貌,呈块状,有时候呈条片状或针状。

超低碳含铌钢的块状相变及动力学

为了探究一种超低碳含铌钢（0.002C-0.52Nb）的相变机制及动力学,采用热膨胀法研究其连续冷却转变行为,通过光学显微镜及扫描电镜观察组织转变特征及规律,并用改进的JMA方程计算相变界面移动速率。结果表明,试验钢在3~30℃/s冷速范围内的组织具有块状相变的特征,即新相铁素体晶界呈不规则的锯齿状,可以跨越原奥氏体晶界生长;相变动力学计算结果显示,同一冷速下的界面速率基本稳定,3、5、10、30℃/s对应的平均界面移动速率分别为（0.65、1、1.7、6.2）×10^（-5）m/s,相界面移动速率随冷速增加而提高,与冷速的增加比例基本相当,界面控制的动力学方程基本适用,铌溶质在一定程度上影响了相界移动速率。

纯铁及IF钢块状相变的试验探究

为了探究纯铁及IF钢的组织转变机制及特征,将试验材料从退火态经1050℃保温10 min重新奥氏体化后,分别空冷和冰盐水冷却。随后通过OM、SEM及TEM等手段观察发现,试验材料在两种冷却条件下的组织形貌均符合块状转变特征,但是随冷却强度的提高,组织中的铁素体晶粒由等轴状逐渐演变成锯齿状多边形。纯铁的块状铁素体可以跨越母相,使部分铁素体晶粒尺寸变粗大,而原始晶粒较粗大的IF钢,其块状铁素体可以在晶内形核,从而使晶粒细化。经冰盐水冷却的试样,由于相变过程块状铁素体内大量位错的生成,硬度大幅提高,其中纯铁从退火态的70 HV5增加到117 HV5,IF钢从退火态的60 HV5增加到125 HV5。

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。

纯铁块状转变机制探索

根据纯铁相变和扩散理论建立原子的扩散模型,并根据经典的扩散理论模型对扩散相变机制进行验证.通过理论计算表明在温度为800℃,冷却速度在2000℃/s左右时,扩散所需要的时间比相变的时间长两个数量级,证明此温度时是由扩散所控制的.当温度在740℃时,冷却速度在5000～30000℃/s之间时,扩散所需要的时间小于相变的时间而且计算结果在同一个数量级,所以为界面控制的相变.而大于30000℃/s时,扩散所需要的时间大于相变所需的时间,因此发生马氏体相变.

稀土La对纯铁显微组织的影响

以填加大剂量La制备铁镧合金,分析比较了纯铁和Fe-La合金锻造状态、正火状态下的组织,对Fe-La合金夹杂物进行了能谱分析.结果表明,大剂量La有很明显的变质钢液和细化晶粒的作用.纯铁在正火时发生了块状相变,Fe-La合金则没发生块状相变.