超細(xì)貝氏體鋼因具備優(yōu)異的強塑性匹配而成為研究熱點,但相變時間制約了其產(chǎn)業(yè)化進程�；诖�,本文采用位移生長機制研究不同熱處理工藝下中C低Mn超細(xì)貝氏體鋼相變動力學(xué),闡述奧氏體化溫度以及初生馬氏體對超細(xì)貝氏體相變加速機理;利用SEM、EBSD、TEM、拉伸試驗機、沖擊試驗機等技術(shù)手段研究不同熱處理工藝對微觀組織與性能的影響規(guī)律,尋求一種相變時間與性能匹配最佳的超細(xì)貝氏體鋼;結(jié)合動態(tài)變形試驗,討論應(yīng)變速率與組織性能變化之間映射關(guān)系,得到主要結(jié)論如下:（1）隨著奧氏體化溫度的降低,超細(xì)貝氏體相變激活能減少,原始奧氏體晶界密度增加使貝氏體形核位置及形核率增加,孕育期縮短,超細(xì)貝氏體相變完成時間縮短。（2）雙級等溫轉(zhuǎn)變工藝形成的初生馬氏體,增加奧氏體內(nèi)部畸變能,降低超細(xì)貝氏體相變的激活能,顯著縮短超細(xì)貝氏體轉(zhuǎn)變孕育期;形核位置增加,提高形核速率,加速超細(xì)貝氏體相變。超細(xì)貝氏體直接等溫轉(zhuǎn)變工藝孕育期約600 s并且在約2000 s時完成貝氏體相變;當(dāng)引入初生馬氏體后,相變無孕育期,且相變完成時間縮短至1000 s左右。（3）初生馬氏體的形成細(xì)化了貝氏體板條厚度,Si元素抑制馬氏體內(nèi)滲碳體形成,碳原子... 

【文章來源】：江西理工大學(xué)江西省

【文章頁數(shù)】：68 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【圖文】：

典型汽車安全類結(jié)構(gòu)部件[7]

第一章緒論3圖1.2超細(xì)貝氏體TEM組織形貌[13]但C含量過高導(dǎo)致鋼材焊接性能差，影響其工業(yè)應(yīng)用，并且C含量的降低可以增加貝氏體轉(zhuǎn)變總量[15]。Mn對超細(xì)貝氏體鋼的強度有很大的貢獻，并可以得到更優(yōu)良的硬度和耐磨性。對相變的影響在于產(chǎn)生強的化學(xué)穩(wěn)定性，阻礙過冷奧氏體的分解，使奧氏體的相變產(chǎn)生海灣平臺，使鋼的淬透性提高，獲得小尺寸的板條貝氏體。Cr對降低貝氏體轉(zhuǎn)變起始溫度效果顯著，對降低馬氏體的轉(zhuǎn)變點也起到一定效果。Cr、Mo元素的可以增大貝氏體的相變區(qū)域[16,17]。2009年，Caballero[18]等人將含碳量降低到0.3%，以Mn代替Ni，設(shè)計了含Cr和Mo的貝氏體鋼，制備了屈服強度約為1200MPa、抗拉強度約為1600MPa的超細(xì)貝氏體鋼；較低的C含量使得Ms點溫度升高，貝氏體相變的最小轉(zhuǎn)變溫度增大，因此導(dǎo)致較粗的貝氏體微觀結(jié)構(gòu)并且失去低溫貝氏體的高強度。近些年超細(xì)貝氏體鋼成分設(shè)計由低碳向中低碳方向發(fā)展，Yoozbashi[19]通過降低Co和C含量以及改變Mn和Cr含量來降低合金成本，成功制備了抗拉強度高達(dá)2.3GPa的超細(xì)貝氏體鋼。Yang[20]以Al代Co并添加少量W控制鋼的回火脆性。Yang和Bhadeshia[21]通過降低C和提高Ni來控制貝氏體鋼的Ms和Bs溫度，發(fā)現(xiàn)Ni含量的增加可以抑制馬氏體相變。Soliman[22]等人研究了不同C、Mn含量變化對貝氏體轉(zhuǎn)變的影響，認(rèn)為Mn含量的降低使T0曲線向右移動，同時殘余奧氏體的穩(wěn)定性降低，提高貝氏體相變量和相變速度。Huang[23]用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型計算了不同Si、Mn、Al、Co、Cr和Mo含量對鋼的TTT曲線的影響。結(jié)果表明，降低Mn含量比提高Co含量更有利于促進超細(xì)貝氏體轉(zhuǎn)變。綜上所述，合理的成分設(shè)計可以加速超細(xì)貝氏體轉(zhuǎn)變，降低C含量可以提高成型及焊接性能，但不宜過低。通過Soliman等人的研究發(fā)現(xiàn)，C含量在

第一章緒論41.4超細(xì)貝氏體加速相變規(guī)律研究現(xiàn)狀超細(xì)貝氏體低溫等溫轉(zhuǎn)變時間較長，縮短其制備周期是材料研究學(xué)者關(guān)注的熱點問題。國內(nèi)外學(xué)者對于預(yù)變形[24-33]、馬氏體預(yù)相變[34-36]和原始奧氏體晶粒大小[36-40]等工藝對加速超細(xì)貝氏體轉(zhuǎn)變進行了大量的研究。1.4.1奧氏體化溫度對加速超細(xì)貝氏體相變的影響在不同的奧氏體化溫度下進行熱處理后，可獲得具有不同晶粒尺寸的母相奧氏體，奧氏體尺寸對貝氏體轉(zhuǎn)變有一定影響。Godct、Rccs和Bhadeshia以及Garcia-Mateo等人[41-44]經(jīng)過實驗發(fā)現(xiàn)，奧氏體晶粒尺寸越小，各晶粒的晶界總面積越大，而晶界處是晶粒形核的有利位置，即貝氏體形核位置越多。從圖1.3可以看出，當(dāng)奧氏體組織足夠細(xì)時，貝氏體相變速率相對增大。圖1.3中空心方塊、空心圓、實心圓分別代表200℃、250℃、300℃等溫溫度。但吳開明、徐光[24,38,39]課題組卻研究表明粗大的奧氏體晶粒尺寸能加速超細(xì)貝氏體相變，較少的形核位點是對貝氏體的生長有幫助的，經(jīng)過多步等溫處理后貝氏體鋼的塊狀組織基本消失，被大量的超細(xì)尺度的貝氏體板條和薄膜狀殘余奧氏體取而代之，這種超細(xì)組織有利于優(yōu)化材料的性能。圖1.3不同奧氏體化溫度處理后的等溫轉(zhuǎn)變曲線[39]（a）1000℃保溫15min（b）900℃保溫15min劉慶鎖等人[45]主要是利用動力學(xué)曲線、TEM等分析在不同奧氏體化溫度處理后再經(jīng)過等溫轉(zhuǎn)變后的室溫組織微觀形貌。這種組織形態(tài)的主要區(qū)別在于：當(dāng)奧氏體化溫度較低時，貝氏體板條端部邊界不均勻，板條之間存在不連續(xù)性；反之，在奧氏體化溫度較高時，貝氏體板條對應(yīng)邊界表現(xiàn)為較為平齊的狀態(tài)（圖1.4）。圖1.4不同奧氏體化后等溫轉(zhuǎn)變的貝氏體TEM形貌[40]（a）880℃（b）1000℃

【參考文獻】：
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本文編號：3293379