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深过冷再等温条件下珠光体相变过程研究

熊虎  
【摘要】:本文采用快速相变仪DIL805以高纯氦气作为冷却介质,深入研究深过冷再等温(DUIT:isothermal condition after deep undercooling)条件下珠光体钢等温转变动力学曲线,以珠光体相变动力学特点与微观组织尺寸为研究目标,采用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)及场发射透射电镜(TEM)对珠光体组织进行分析研究。探索深过冷温度及深过冷时间对珠光体深过冷再等温转变动力学曲线及微观组织的影响,实验结果表明:1).等温转变(IT)曲线为平滑C形曲线,高碳盘条钢的珠光体与贝氏体等温转变没有分开,鼻尖温度约在560℃,亚共析钢过冷奥氏体等温转变孕育期随碳及锰含量增加而增加,随等温温度的升高,组织分别是马氏体、贝氏体、贝氏体+细片珠光体的混合组织及珠光体,在530℃~560℃等温可获得较为均匀的索氏体组织,在620℃等温将出现片层间距较大的珠光体且有明显的先共析铁素体。2).深过冷再等温转变(DUIT)动力学曲线随温度的降低及时间的延长,孕育期增加,TTT曲线右移;转变开始线趋于高温等温转变且平直,转变终了线以560℃过渡,高温转变时间比低温转变时间缩短更为明显。具体表现在动力学曲线上为转变终了线鼻尖由560℃增至590℃,且转变时间也明显减少。观察比较深过冷再等温转变后与等温转变后的微观组织,索氏体团尺寸随过冷温度的降低及过冷时间的延长逐渐变均匀、细化(平均团尺寸由620℃直接等温的3.41um变为380℃-5s-620℃时的2.01um,片层间距则由138.96nm减小至96.46nm),且深过冷温度降低对片层间距的影响比随深过冷时间的增加更为明显。3).体扩散控制下的共晶生长模型与界面扩散控制下的共析生长模型都指出层间距与过冷度成反比,理论形核率方程受过冷度(驱动力)与扩散系数共同影响,与最新增加驱动力有利于提高形核率与长大率等信息,结合本实验动力学曲线及微观组织得出:深过冷增加相变驱动力,有利于提高形核率从而细化团尺寸,提高长大率则有利于细化片间距。4).深过冷再等温转变是直接等温转变的补充与修正,片层间距除与过冷度成反比外,还受到以某种增大驱动力形式提高长大率而细化片层的影响。


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