钢中贝氏体预相变过程的研究

用扫描俄歇显微探针（ＡＥＳ）分析了６５Ｓｉ２Ｍｎ钢中温转变孕育期内碳原子的成分变化。结果表明，在中温转变孕育期等温时，奥氏体晶界附近及晶内均形成可稳定存在的贫碳区。贝氏体预相变的实质是碳原子向晶界及其他晶体缺陷扩散偏聚而形成贫碳区的过程。中温转变孕育期内形成贫碳区具有热力学及动力学可能性。

马氏体预相变的临界驱动力及非线性特征

基于电子-声子相互作用计算了马氏体预相变的临界驱动力.计算结果表明,临界相变驱动力的大小和凝聚声子的能量处于同一数量级.充分考虑这种相互作用和声子软化,得到关于原子位相角的doublesine-Gordon方程,以此分析预相变的非线性特征,并认为电子-声子耦合机制可作为预相变的形核机制.

Cn—Zn—Al合金贝氏体预相变的恒温内耗研究

用微机控制的倒扭摆内耗仪,对分级淬火后的Cn-22.5at％Zn-9.3at％Al—1at％Mn合金进行了内耗测量。结果表明:在160℃附近停止升温,并进行恒温内耗测量,发现内耗(Q^(-1))随保温时间而上升,模量变硬。结合电镜观察证实这一过程与溶质偏聚和沉淀有关。随着恒温时间的延长,出现Q^(-1)峰和模量极小。并伴有零点漂移。这是β母相→正交9R的切变型贝氏体转变引起的。

CuZn合金贝氏体预相变内耗

用低频倒扭摆内耗法研究了ＣｕＺｎ合金中贝氏体预相变。发现在贝氏体孕育期内发生了溶质原子偏裂并形成溶质的贫化区与富化区，在内耗谱上出现偏聚过程内耗峰和弛豫内耗峰，用相关态理论解释了弛豫内耗峰的形成机理．还发现贝氏体的相变内耗峰具有切变的特性。

磁场对NiMnGa单晶预相变温度的影响

利用应变测量研究了外加恒定磁场对NiMnGa单晶预相变温度的影响,发现外加磁场使预相变温度向低温方向漂移,而且预相变温度漂移的程度与外加磁场的方向有关.依据前人的模型和我们的电子显微镜观察,目前的结果证实预相变过程中存在较强的磁弹相互作用;当外加磁场分别沿晶体的[001]和[010]两个等价的晶轴方向时,在[010]方向上导致的磁弹相互作用更强.

热处理对Ni_(50.3)Mn_(24.5)Ga_(25.2)单晶预相变特性的影响

用提拉法生长的Ni50.3Mn24.5Ga25.2单晶样品,在真空中进行多种形式的热处理。通过测量交流磁化率曲线,研究了退火和淬火对Ni50.3Mn24.5Ga25.2单晶预马氏体和马氏体相变温度的影响。实验表明退火会明显降低预马氏体相变的温度,而对马氏体相变影响较小。还发现在1023K以下,预马氏体相变会随淬火温度的升高而逐步变得明显,而在1023K以上,则呈相反的趋势。另外,实验还表明,经过高温淬火后的样品,再次通过一定的退火处理,样品将恢复明显的预马氏体相变征候。分析表明,热处理是通过改变晶体的内应力来影响预马氏体相变征候的。

贝氏体预相变

通过新设计的具有快速加热和淬火功能的相变内耗仪,对 Cu-Zn-Al 合金和18Cr_2Ni_4WA钢的贝氏体相变内耗进行了测量。实验表明,当在贝氏体相变区等温时,在贝氏体相变孕育阶段,存在一个随时间变化的内耗峰值,此峰值随孕育期减少而增加。Cu-Zn-Al 合金的频率和18Cr_2 Ni_4WA 钢的频率在孕育期内都较低,但前者比后者更显著。这些现象,显示了贝氏体相变在孕育期内存在某种结构变化,其实质是由点阵不稳定性或局部软化所导致的形核。

预相变马氏体对超级贝氏体钢组织热稳定性的影响

为明确超级贝氏体组织失稳机制以及探索提高超级贝氏体钢中残余奥氏体热稳定性的方法,通过预相变马氏体工艺,即在等温贝氏体相变前引入预相变马氏体,制备了中碳超级贝氏体钢。对比分析了回火前后中碳超级贝氏体钢显微组织和力学性能的变化,研究了预相变马氏体对中碳超级贝氏体钢中贝氏体组织及残余奥氏体热稳定性的影响。结果表明:预相变马氏体的存在能够细化贝氏体铁素体板条,提高残余奥氏体含量和热稳定性。预相变马氏体的引入及其对超级贝氏体组织的细化作用使得试验钢的屈服强度超过1000 MPa,伸长率大于20%;300~600℃回火1 h后,高碳薄膜状残余奥氏体首先发生分解,形成细小的碳化物,然后贝氏体铁素体板条发生回复和再结晶,形成沿原板条方向的铁素体晶粒;600℃回火后试验钢的屈服强度仍与回火前相当,主要是预相变马氏体周围的薄膜状残余奥氏体未发生明显分解,能够抑制相邻贝氏体铁素体板条的回复。

TiNi基形状记忆合金马氏体相变预现象研究进展

深入了解TiNi基形状记忆合金中特定马氏体相及复杂的多步相转变出现的原因,掌握TiNi基合金的马氏体相变规律,是开发和应用TiNi基形状记忆合金的前提.从弹性常数软化、声子软化及漫散射3个方面阐述了TiNi基形状记忆合金中的马氏体相变预现象,并将之与应变玻璃现象相区分.最后指出了TiNi基形状记忆合金马氏体相变的研究方向.

Ni—Ti合金的R相变及其对形状记忆效应的影响

采用电阻测量和X-射线衍射研究了Ti-54.91wt%Ni合金发生R相变的固溶和有序化处理条件。比较了不同残余应变量下经过 R 相变和只经过熟知的马氏体相变两种试样间的形状记忆特性。在近似等原子的 Ni-Ti 合金中 R 相变的发生取决于热处理条件。除非在最有利的固溶和有序化组合条件下,通常并不存在 R 相变。延长有序化时间总是促进 R 相变。随着马氏体应变量的增大,不论是否附加 R 相变,形状回复温区加宽,单程形状回复率增高并出现极大值,而双程记忆效应单调地升高。在该合金中 R 相变的发生对于单程回复是有益的,但对于双程记忆则稍有削弱。形成 R相的热处理条件可以用声子形核的概念来解释。R 相变在单程和双程记忆上的不同效果可归因于加热(仅 M→B_2)和冷却(B_2→R 和 R→M)中经历不同的相变。

贝氏体相变理论研究工作的主要回顾

贝氏体分上贝氏体和下贝氏体。粒状贝氏体和准贝氏体为贝氏体转变的初级阶段 ;粒状组织不属于贝氏体。各类组织均有自己的C曲线。由C曲线组成中温TTT图 ,能形成几个海湾。贝氏体预相变期发生溶质原子偏聚 ,贫溶质区即形核位置。贝氏体在溶质原子扩散影响下相变基元沿缺陷面方向切变而增宽 (厚 ) ,板条端部区相变基元平行叠加而伸长。贝氏体在晶体学上有切变性质 ,在热力学上有切变可能。

GCrl5钢碳化物析出及下贝氏体转变机理

研究GCrl5钢的下贝氏体转变中碳化物的类型及析出过程.研究证实:有类似高碳马氏体回火转变的各类碳化物,发现在转变中有η-Fe2C及χ-Fe5C2相碳化物出现;碳化物有η(ε)→χ→θ的复杂析出贯序,并且与ε→θ的简单析出贯序并存,显示基体碳偏聚即贝氏体预相变的结果.研究表明:高碳钢贝氏体转变与马氏体回火转变相比具有切变、过饱和的共性,但有预相变这一特殊性.

异质固液界面中多界面态的原子模拟研究

在晶界和固体表面系统中,针对界面“complexion”(或界面相、界面态)转变及其调控相关的研究,近年来呈现出持续增长的关注趋势.与此同时,这些界面相之间的转变问题,在异质固液界面体系中尚未得到足够的关注.使用分子动力学模拟方法预言了处于Pb熔点温度之上,Cu(111)/Pb(L)固液界面体系中存在的多界面相共存的界面状态;观察到4种单原子层的界面状态,即2种界面CuPb层状合金液相以及2种界面预凝固的Pb层状固相,共存于固体Cu和液体Pb之间的双原子界面层内;通过计算界面相在面内共存的各种性质空间分布,模拟出了该体系多界面相共存的力学、热力学和动力学性质的不均匀性和面内各向异性;计算获得的界面态热力学与动力学性质数值显著区别于固相Cu和液相Pb的相应性质.另外,测量得到的Cu(111)/Pb(L)固液界面态共存的“相平衡”条件具有共晶二元合金相图特征,而不是CuPb合金的偏晶相图.故所报道的数据有望为调节异质形核和润湿过程提供新的理论思路.

预熔二元合金异质固液界面的液膜分离势能

金属液相界面间的短程相互作用——分离势——是诸多失效过程的关键因素。此热力学参量是晶界基因组工程中的重要组成部分,精确测量分离势对合金微观界面结构与热力学性质的调控具有重要意义。基于预熔铝(100)-铅异质固-液界面体系为研究对象的分子动力学模拟,测量了6种不同温度固相铝-预熔铝膜和预熔铝膜-液相铅界面位置的涨落概率密度分布及预熔铝膜厚度涨落概率密度分布,并应用Fensin等提出的分离势计算方法获得了该体系的单指数衰减的分离势。计算结果与唯象理论估测的分离势结果相符。此外,还讨论了双指数函数描述预熔异质固-液界面分离势在理论上的可能性,推断双指数叠加形式的分离势与两个不同界面密度波衰减长度有关。

以身许钢——记材料科学专家准贝氏体钢发明人康沫狂教授

在西工大静谧的校园里,人们常常会看到一位耄耋老者踯躇的身影,时而在实验室里埋首耕作;时而在校园小路上垂首凝思,以年愈八旬的高龄依然活跃在自己所钟情的事业上,这便是著名的准贝氏体钢发明人,西北工业大学康沫狂教授,一位终身心系我国钢铁事业的老科学家。 半个世纪前,我国钢铁工业比较落后。