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《北京科技大学》 2005年
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弛豫—析出控制相变技术对贝氏体钢组织热稳定性的影响

武会宾  
【摘要】:微合金钢中采用组织细化技术得到的中温转变组织具备优良的综合力学性能。但这类组织属于非平衡组织,具有向平衡组织演化的自发趋势。当这类钢在受热(如回火或其它过程中被加热)时,若中温转变组织一旦粗化(演化为平衡组织),则其优良的性能将不复存在。因而研究细化的中温转变组织的热稳定性和影响热稳定性的因素具有重大的实用价值。本工作运用光学金相技术、透射电子显微术、硬度测量方法并结合热模拟实验,研究了弛豫-析出控制相变(RPC)技术参数对所得中温转变组织热稳定性的影响规律。具体内容包括:RPC技术参数(特别是弛豫时间)对工业生产的超细化低碳贝氏体钢回火组织与性能的影响,同时与控轧后空冷(AC)以及传统的再加热淬火(RQ)工艺生产的钢板回火组织及性能进行了比较。另外,分析了奥氏体区变形量和变形后等温弛豫时间对一种简单成分钢在重加热过程中组织演化行为的影响,并通过与四种作为奥氏体模型钢的铁镍合金对比,揭示了中温转变组织在受热过程中的演化机制。结果表明: 不同RPC技术参数得到的钢板随回火温度升高均呈现软化-硬化-再软化的变化规律,只是各种钢的变化幅度及具体硬度值有所不同。经过AC工艺得到的钢板在回火后硬度和强度变化不明显,而经过RQ处理后的钢板随回火温度升高强度和硬度单调下降。回火前RPC和RQ两种工艺得到的钢板均为板条状贝氏体和少量粒状贝氏体的复合组织。随回火温度的升高或时间延长过程中,RPC工艺钢组织类型变化不明显,只是经过不同弛豫时间的试样组织粗化速度有所不同,而RQ工艺钢板条结构很快消失,并迅速演变成多边形铁素体。实验结果表明,利用RPC工艺得到的高强韧性钢板具有良好的组织热稳定性。这种稳定性起源于组织内特定的位错与析出相互作用状态。 简单成分含Nb微合金钢在奥氏体区变形后等温弛豫不同时间再水冷,均可得到以贝氏铁素体为主的复合组织。但在各样品的贝氏铁素体内部,位错组态与应变诱导析出颗粒的分布状态明显不同。未经弛豫的样品中不存在应变诱导析出颗粒,弛豫很长时间的样品中析出颗粒基本分布在位错线之外,而在经过适当时间弛豫的样品中,析出颗粒基本分布在位错线上并对位错形成钉扎。在随后的650℃或700℃重加热等温过程中,这些非平衡组织呈现向平衡组织演化的趋势。弛豫60s的样品重加热等温时热稳定性最高,而弛豫1000s的样品,虽然重加热前硬度最低,重加热等温时组织演化却进行得最快。重加热等温过程中发生的组织演化是按板条内位错摆脱钉扎发生多边形化,板条间小角倾转晶界通过位错攀移而逐渐消失和发生再结晶形成多边形铁素体的次序进行的。
【学位授予单位】:北京科技大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2005
【分类号】:TG111

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【参考文献】
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