準貝氏體組織及新型系列準貝氏體鋼

1、準貝氏體組織及新型系列準貝氏體鋼準貝氏體組織及新型系列準貝氏體鋼楊延清陳彥康沫狂摘要新型鋼中的準貝氏體由貝氏體鐵素體和分布其上的殘余奧氏體膜組成，處于貝氏體轉(zhuǎn)變的初期階段。新型準貝氏體鋼具有優(yōu)異的綜合力學性能和簡單易行的工藝性能，應用前景廣闊。關鍵詞關鍵詞準貝氏體鋼相變性能MicrostructureofMetaBainiteNewMetaBainiticSteelSeriesYangYanqingChenYanKangMokuang(

2、Dept.ofMaterialsScienceEngineeringNthwesternPolytechnicalUniversityXian710072)AbstractAbstractThemetabainiteinnewsteelconsistsbainiticferrite(BF)retainedaustenite(AR)thinfilmswithintheBFfmsintheearlystageofbainitictransf

3、mation.Thenewsteelserieshasexcellentcomprehensivemechanicalpropertiessimpleprocessingbehaviwithwideapplicationinavarietyofindustrialfield.MaterialMaterialIndexIndexMetaBainiteSteelPhaseTransfmationMechanicalProperty在貝氏體相

4、變理論方面，進行了大量研究工作已取得豐碩成果。但對貝氏體轉(zhuǎn)變機制的認識還存在相互矛盾的兩大學派，即切變機制和擴散的臺階生長機制［1～4］。盡管如此，基于對貝氏體組織的認識，國內(nèi)外先后開發(fā)了多種貝氏體鋼，具有明顯的工藝優(yōu)勢［3］。然而一般貝氏體鋼中，不可避免地會出現(xiàn)上貝氏體組織，使得其力學性能降低，尤其是沖擊韌度不高，限制了貝氏體鋼的應用。通過對貝氏體相變的深入研究，我們提出了“準貝氏體”這一概念［4］，并研制成功系列準貝氏體鋼，其綜合力

5、學性能超過當前的典型貝氏體鋼、調(diào)質(zhì)鋼甚至超高強度鋼，為貝氏體鋼研究開辟了新途徑。系列新型準貝氏體鋼已成為國家科技成果重點推廣項目［5］。1準貝氏體的組織特點及貝氏體轉(zhuǎn)變的階段性準貝氏體的組織特點及貝氏體轉(zhuǎn)變的階段性一般的典型上貝氏體是貝氏體鐵素體(BF)及在其間分布著平行于其長軸的貝氏體碳化物(BC)的混合體，典型下貝氏體是BF及在其上分布著與長軸約55～66角的BC的混合體。由于碳化物的存在，不利于對圖3從準貝氏體中析出的3種碳化物：

6、(a)BC1(b)BC2(c)BC3Fig.3Threekindofcarbideprecipitatedfrommetabainite：(a)BC1(b)BC2(c)BC32準貝氏體鋼的性能特點準貝氏體鋼的性能特點2.12.1準貝氏體鋼的力學性能特點準貝氏體鋼的力學性能特點與一般結(jié)構鋼比較，新型準貝氏體鋼具有更好的強韌性配合。其抗拉強度(σb)，一般強度準貝氏體鋼為500～900MPa；高強度準貝氏體鋼達1000～1500MPa；超高

7、強度準貝氏體鋼可達1600～2000MPa。沖擊韌度(aku)，一般強度準貝氏體鋼為130～240Jcm2，遠高于此類強度結(jié)構鋼的韌度(50～100Jcm2)；高強度準貝氏體鋼達140～160Jcm2，亦高于此類強度調(diào)質(zhì)鋼的韌度(50～90Jcm2)；而超高強度準貝氏體鋼仍保持80～90Jcm2的韌度，同樣高于300M鋼的韌度(70Jcm2)。與σb為1200～1400MPa強度級別的典型貝氏體鋼(δ=12%aku=40Jcm2)相比，

8、準貝氏體鋼的韌塑性都有提高，尤其是韌度提高了2～3倍。值得一提的是，準貝氏體鋼經(jīng)爐外精煉后，其韌度還會大幅度提高。準貝氏體鋼在疲勞載荷下，當裂紋尖端遇到AR時，由于AR較軟，發(fā)生塑性變形可吸收部分能量，AR還可因誘發(fā)而產(chǎn)生馬氏體相變從而削減應力峰，所形成的高碳馬氏體強度大，裂紋亦難以通過。準貝氏體鋼中BF受分布其上的AR的細化，使裂紋擴展途徑彎折，裂紋擴展速率降低。因此，與強度相近的馬氏體組織相比，準貝氏體的疲勞強度和疲勞壽命均較高［3

9、，7，9］。由于具有優(yōu)異的強韌性配合及很高的破斷抗力，并具有應力誘發(fā)馬氏體相變現(xiàn)象，因而準貝氏體鋼的耐磨性非常好［10～12］，，缺口敏感性也低［9］。2.22.2準貝氏體鋼的工藝性能特點準貝氏體鋼的工藝性能特點準貝氏體鋼由于合金元素的作用，使鐵素體、珠光體C曲線嚴重右移，因此在相當寬的冷速范圍內(nèi)都可得到準貝氏體組織。經(jīng)測定直徑小于1000mm的零件空冷均可淬透。對于大部分工件，在空冷狀態(tài)下獲得準貝氏體組織后，根據(jù)需要適當回火或不回火即