微合金鋼針狀鐵素體相變理論研究.pdf

1、微合金鋼針狀鐵素體(AF)組織強(qiáng)度高、韌性好，在奧氏體晶內(nèi)非金屬夾雜物(特別是氧化物夾雜)上誘導(dǎo)形核，具有很強(qiáng)的自身細(xì)化晶粒的能力，通過氧化物冶金技術(shù)控制鋼鐵材料形成大量細(xì)小、彌散，具有誘導(dǎo)AF形核能力的有益微夾雜物，有望獲得焊接性能優(yōu)良的超細(xì)晶粒鋼。然而，目前關(guān)于AF相變的理論研究還不完善，本文借鑒貝氏體相變理論對AF相變進(jìn)行了理論研究?；陬A(yù)相變形成奧氏體貧碳區(qū)的特點(diǎn)，采用KRC、LFG和MD活度模型及超組元算法，建立了Fe-C-X

2、系微合金AF在奧氏體貧碳區(qū)先共析擴(kuò)散轉(zhuǎn)變和馬氏體型切變轉(zhuǎn)變的兩種相變熱力學(xué)模型，建立了AF在奧氏體貧碳區(qū)形核(長大)熱力學(xué)模型，并針對某種微合金鋼成分計(jì)算了AF轉(zhuǎn)變的相變驅(qū)動力和形核(長大)驅(qū)動力，分析了AF中溫轉(zhuǎn)變機(jī)制。計(jì)算了AF擴(kuò)散非共格和切變共格的形核功及AF在原奧氏體晶界形核和晶內(nèi)夾雜物上誘導(dǎo)形核的形核功，探討了貧碳區(qū)的形成對AF形核的影響。結(jié)果表明，AF在奧氏體貧碳區(qū)很可能既具有先共析擴(kuò)散轉(zhuǎn)變的相變過程又具有馬氏體型切變轉(zhuǎn)變的

3、相變過程，貧碳區(qū)成分不同而表現(xiàn)出不同的轉(zhuǎn)變機(jī)制傾向，首次從熱力學(xué)角度揭示了擴(kuò)散與切變機(jī)制間的密切聯(lián)系，為解釋AF中溫轉(zhuǎn)變的過渡性復(fù)雜特征提供了熱力學(xué)理論依據(jù)，豐富并發(fā)展了AF相變理論。AF相變驅(qū)動力和形核(長大)驅(qū)動力都隨著奧氏體貧碳區(qū)C含量的降低和轉(zhuǎn)變溫度的降低而增加，相變驅(qū)動力比形核(長大)驅(qū)動力小。實(shí)際相變開始溫度(約943 K)時(shí)，AF在奧氏體貧碳區(qū)以先共析擴(kuò)散方式轉(zhuǎn)變的相變驅(qū)動力(絕對值)為417～610 J/mol，而以馬氏