低碳貝氏體鋼組織細(xì)化及力學(xué)性能的改善.pdf

1、針對(duì)貝氏體鋼的強(qiáng)度已得到大幅度提高，但韌性的改善不夠理想的現(xiàn)狀。本文通過(guò)大量的試驗(yàn)研究分析，對(duì)系列低碳、超高強(qiáng)度貝氏體鋼(LCUHSBS)，通過(guò)聯(lián)合使用硅、錳、鎳等合金元素并有效地控制相變溫度、冷卻速率與回火參數(shù)，得到組織細(xì)化，強(qiáng)韌配合優(yōu)化的新的貝氏體鋼種。 利用原子力顯微鏡(AFM)、掃描電子顯微鏡(SEM)、透射電子顯微鏡(TEM)、高倍透射電子顯微鏡(HRTEM)等分析并測(cè)試了貝氏體鋼的顯微組織與晶粒尺寸，采用X射線衍射和

2、磁性分析法測(cè)量AR的體積分?jǐn)?shù)，分別在AG-25TA萬(wàn)能材料試驗(yàn)機(jī)及JB-30 B沖擊試驗(yàn)機(jī)上進(jìn)行拉伸變形及A<,KV>的測(cè)定。結(jié)果表明：(1)對(duì)系列低碳超高強(qiáng)度貝氏體鋼，通過(guò)添加硅、錳、鎳等合金元素并有效地控制相變溫度、冷卻和回火參數(shù)，不僅BF的含碳量過(guò)飽和，而且由于位錯(cuò)的運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致了超細(xì)晶粒的形成。(2)對(duì)低碳超高強(qiáng)度貝氏體鋼，加入適當(dāng)?shù)墓柙啬芡耆种拼嘈詽B碳體的析出，這對(duì)改善鋼的韌性非常有利。 (3)通過(guò)有效地控制相變溫

3、度、冷卻速率與回火參數(shù)等，將鋼中超細(xì)晶粒尺寸細(xì)化到18 nm以下并增加了鐵素體與AR間的邊界面積，結(jié)果抗拉強(qiáng)度提高300MPa。(4)不僅BF的含碳量過(guò)飽和，而且鋼的顯微組織顯著細(xì)化。所有這些確保了新研制的系列貝氏體鋼有更佳的強(qiáng)韌性配合。(5)新提出的相變、冷卻與低溫回火工藝不僅消除了殘余內(nèi)應(yīng)力，而且通過(guò)增加AR的含碳量大幅度改善其穩(wěn)定性。與同強(qiáng)度的高級(jí)馬氏體鋼及相近強(qiáng)度的貝氏體鋼相比，沖擊吸收能(A<,KV>)提高三倍以上。(6

4、)在A<,R>薄膜彌散分布方面，其方向上的彌散分布是一個(gè)不可忽視的重要因素，同時(shí)AR膜的長(zhǎng)度較小(≤6μm)，是成倍提高沖擊吸收能的重要原因。(7)由于鋼中不存在碳化物和不穩(wěn)定的塊狀A(yù)<,R>，且A<,R>只以薄膜形式出現(xiàn)，進(jìn)一步改善了鋼的強(qiáng)韌性結(jié)合。又實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)的：BF板條中存在切變單元和其內(nèi)部的胞狀結(jié)構(gòu)(即超細(xì)晶粒)兩代晶粒，與最新的理論分析結(jié)論相一致。此外還討論了改變奧氏體化溫度和奧氏體化時(shí)間對(duì)貝氏體轉(zhuǎn)變和貝氏體組織形態(tài)產(chǎn)生影響