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《华北理工大学》 2018年
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非调质钢晶内铁素体三维形态及形核机理研究

吴哲  
【摘要】:非调质中碳钢由于其碳含量较高的原因,强度高但韧性较差。研究发现钢组织中细小弥散的晶内铁素体能细化钢组织,改善其强度与韧性。因此,致力于找到晶内铁素体形核的影响因素,探究其形核机理。利用金相显微镜、扫描电子显微镜和能谱分析仪(SEM-EDS)等设备研究非调质中碳钢诱导晶内等轴形铁素体形核的影响因素。实验发现夹杂物尺寸在2~4μm这一区间诱导出的等轴形铁素体最多,最利于铁素体形核;夹杂物诱导晶内等轴形铁素体各个方向进行生长,最终夹杂物镶嵌于晶内铁素体内部的分布最有利于诱导晶内等轴形铁素体的形核长大;成分分析发现夹杂物芯部为Al_2O_3,外部为Ti N、V(C,N),进一步线扫描夹杂物发现Mn S的偏析,得到等轴形铁素体的形核机理为贫Mn区机理和最小错配度机理共同作用的结果。研究冷却速度与奥氏体晶粒尺寸对晶内等轴形铁素体形核的影响。实验得到冷却速度的差异影响着钢内部的组织形貌与晶内铁素体的相变温度,并且冷却速度升高相变温度降低,呈现出反比例的关系,冷却速度在0.05℃/s~0.1℃/s这一区间范围时能够得到等轴形铁素体;保温时间的不同影响着奥氏体晶粒的尺寸并呈正比例关系,奥氏体尺寸的不同又影响着铁素体的形核,只有合理的奥氏体尺寸才利于诱导铁素体形核,实验中在保温时间600s时,奥氏体尺寸适中,铁素体形核速度加快,利于铁素体在晶内形核。利用聚焦离子束(FIB)技术、电子背射衍射(EBSD)技术和局部平均取向差(KAM)技术对非调质中碳钢晶内等轴形铁素体构建三维形貌模型得到等轴形铁素体复杂的三维形貌模型。研究发现等轴形铁素体激发形核的形核方式;等轴形铁素体是由几个位向存在差异的亚晶粒组成,进一步KAM分析得到等轴形铁素体由几个取向差小的亚晶粒组成,而铁素体之间取向差较大。综上,得出贫Mn区机理与最小错配度机理,还有激发形核等其他形核方式共同作用的结果,才诱导出非调质中碳钢中的等轴形铁素体。
【学位授予单位】:华北理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2018
【分类号】:TG142.1

【参考文献】
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