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《昆明理工大学》 2005年 硕士论文
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铌的动态析出对变形诱导铁素体相变的影响

陈麒琳  
【摘要】:晶粒超细化处理在改善钢铁材料性能的途径中占有独特的重要作用,这是因为其在大幅度提高钢铁强度的同时,并不降低甚至能适当提高钢材的韧性。近年来,在超细化晶粒的工艺中,通过变形诱导铁素体相变(Deformation Induced Ferrite Transformation)来获得超细晶粒(4μm)的方法引人关注。这一方法利用在相变温度以上的奥氏体非再结晶区对钢材进行变形,使材料在高于Ar3、甚至高于Ae3的温度就开始发生相变,并最终获得超细晶粒组织。关于微合金钢中Nb的析出对变形诱导铁素体相变的影响有两种不同观点:一是认为在变形过程Nb通过动态析出消耗形变储能而抑制变形诱导铁素体相变;一是认为Nb的析出抑制奥氏体再结晶,增加变形储能,有利于变形诱导铁素体相变。本文试图通过实验,了解Nb在变形过程中析出的变化规律和变形诱导铁素体相变形核的变化规律,初步探索两者的相互作用关系。利用热模拟机Gleeble2000,将0.094%C-1.45%Mn-0.045%Nb微合金钢加热到1200℃均热5分钟后,以10℃/s冷速冷却到不同温度,恒应变速率条件下变形至不同应变量后,立即淬火。研究了变形过程中,奥氏体状态、铁素体组织数量和Nb(CN)析出物的变化规律。实验结果表明: (1) 850℃~880℃变形可使X65钢在Ae3温度以上发生变形诱导铁素体相变,变形过程中动态形成铁素体;随变形量增加,铁素体数量先缓慢增加,随后迅速增加。 (2) 在790℃~820℃大变形条件下、变形诱导铁素体大量形成时,也诱发产生NbC形变析出。铁素体数量增长迅速,析出数量增长缓慢。 (3) 850℃~880℃变形,变形量40%条件下,少量析出细小NbC和变形诱导铁素体。大变形量(70%)条件下,析出量的略微增加,变形诱导铁素体大量形成。 经过理论分析研究,分析结果表明,在Ae3温度以上施加大变形,奥氏体中形变储能大幅度增加,同时有效形核位置增加,诱发大量细小铁素体形成。在变形过程中,Nb(CN)的析出,降低了奥氏体中C浓度,促进了变形诱导铁素体相变。在Ae3温度以下施加大变形,形变储能大大加快了铁素体相变的进程,缩短了相变完成所需要的时间。大量铁素体形成的同时,未转变奥氏体中富C,降低了Nb的固溶度,增加了析出驱动力,诱发了Nb(CN)的动态析出。


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