本文針對碳含量范圍為0.07%～0.30%的一系列低碳Mn系貝氏體鋼,總結(jié)了一整套強(qiáng)韌性優(yōu)化的途徑。具體研究了不同C含量和不同Si含量的鋼在奧氏體化后不同冷速下的組織類型,經(jīng)空冷、系統(tǒng)回火后組織性能的變化規(guī)律,詳細(xì)討論了粒狀組織的相變過程及M/A小島形態(tài)。對于碳含量為0.08%左右的Mn系貝氏體鋼,通過Gleeble熱力模擬試驗(yàn),研究了未微合金化及Nb微合金化后經(jīng)不同溫度熱變形對組織的影響,在實(shí)驗(yàn)軋機(jī)上控軋后的性能數(shù)據(jù)較好的驗(yàn)證了研究結(jié)果。得到了以下主要結(jié)論:1. Si對碳含量為0.07～0.08%的Mn系貝氏體鋼空冷后的組織類型幾乎不產(chǎn)生影響,但對碳含量為0.17%的鋼能明顯提高淬透性。2.低碳Mn、Si鋼的粒狀組織中M/A小島具有無規(guī)則排列型和平行排列型兩種形態(tài),當(dāng)高溫鐵素體以臺階機(jī)制長大時,容易生成平行排列的小島,區(qū)分粒狀貝氏體和粒狀組織不能以小島是否平行排列為標(biāo)準(zhǔn), Cr能有效抑制低碳Mn、Si鋼中的粒狀組織轉(zhuǎn)變,使高溫先共析鐵素體中不出現(xiàn)小島。3. Mn系貝氏體鋼空冷后存在較大的宏觀殘余應(yīng)力,屈服強(qiáng)度較低。低溫回火能有效消除殘余應(yīng)力,使屈服強(qiáng)度增高,400℃左右回火后屈服強(qiáng)度... 

【文章來源】：清華大學(xué)北京市 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

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【學(xué)位級別】：博士

【部分圖文】：

圖1.1粒狀貝氏體

圖 1.1 粒狀貝氏體 圖 1.2 粒狀組織. 粒狀貝氏體轉(zhuǎn)變過程中產(chǎn)生表面浮突，但無不變平面應(yīng)變特征，體呈條片狀，具有較高的位錯密度，這些條片狀鐵素體與原始奧 關(guān)系[8,9]，即：{111}γ//{110}α，<110>γ//<111>α，慣習(xí)面為{111}γ。素體片條間分布著許多富碳小島。而粒狀組織轉(zhuǎn)變中不產(chǎn)生規(guī)則鐵素體呈無規(guī)則狀，常有“海灣”狀邊界，可跨越母相晶界長大格的位向關(guān)系。無規(guī)則形狀的鐵素體包圍未轉(zhuǎn)變的富碳小島，故島也呈無規(guī)則狀。. 粒狀貝氏體及粒狀組織形態(tài)、精細(xì)結(jié)構(gòu)、小島數(shù)量及尺寸的影響冷速、奧氏體化溫度及奧氏體成分（碳含量及合金元素）等。根粒狀貝氏體和粒狀組織既可單獨(dú)存在也可混合共存。小島的體積相中的碳含量影響。狀貝氏體轉(zhuǎn)變的第一階段：粒狀貝氏體中γ→α(上貝氏體)+γ(富碳體的相變第一階段不同，在粒狀組織轉(zhuǎn)變第一階段實(shí)際上是，γ→

冷卻速度、奧氏體化溫度、奧氏體成分(含碳量與合金元變量等[9,26,58]。一般來說，適當(dāng)加快空冷速度、提高奧氏、降低終軋溫度、加大終軋形變量均有利于粒狀貝氏體奧氏體的過冷度，提高粒狀貝氏體轉(zhuǎn)變的相變動力學(xué)因增高時，不利于貝氏體鐵素體的形核與長大；而鋼中合碳的擴(kuò)散和低碳區(qū)的形成，進(jìn)而影響貝氏體的轉(zhuǎn)變速度止貝氏體轉(zhuǎn)變時碳化物的形成，促使尚未轉(zhuǎn)變的奧氏體變進(jìn)行較緩慢。明，在一定條件下，具有粒狀貝氏體組織的鋼可以具有粒狀組織鋼和粒狀貝氏體鋼的斷口形貌如圖 1.3 所示。M/A 小島總量的增加，屈服強(qiáng)度與抗拉強(qiáng)度線性增加[17]。括了鐵素體固溶碳含量與小島總量的增加引起內(nèi)應(yīng)力的[8]。關(guān)于鋼的韌性，方鴻生等人的研究表明[17]，小島總量弦長的減小，韌性增加；小島平均弦長相近時，隨著小加。(a)(b)


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