低碳貝氏體鋼組織細化及力學性能的改善.pdf

1、針對貝氏體鋼的強度已得到大幅度提高，但韌性的改善不夠理想的現狀。本文通過大量的試驗研究分析，對系列低碳、超高強度貝氏體鋼(LCUHSBS)，通過聯合使用硅、錳、鎳等合金元素并有效地控制相變溫度、冷卻速率與回火參數，得到組織細化，強韌配合優(yōu)化的新的貝氏體鋼種。 利用原子力顯微鏡(AFM)、掃描電子顯微鏡(SEM)、透射電子顯微鏡(TEM)、高倍透射電子顯微鏡(HRTEM)等分析并測試了貝氏體鋼的顯微組織與晶粒尺寸，采用X射線衍射和

2、磁性分析法測量AR的體積分數，分別在AG-25TA萬能材料試驗機及JB-30 B沖擊試驗機上進行拉伸變形及A<,KV>的測定。結果表明：(1)對系列低碳超高強度貝氏體鋼，通過添加硅、錳、鎳等合金元素并有效地控制相變溫度、冷卻和回火參數，不僅BF的含碳量過飽和，而且由于位錯的運動導致了超細晶粒的形成。(2)對低碳超高強度貝氏體鋼，加入適當的硅元素能完全抑制脆性滲碳體的析出，這對改善鋼的韌性非常有利。 (3)通過有效地控制相變溫

3、度、冷卻速率與回火參數等，將鋼中超細晶粒尺寸細化到18 nm以下并增加了鐵素體與AR間的邊界面積，結果抗拉強度提高300MPa。(4)不僅BF的含碳量過飽和，而且鋼的顯微組織顯著細化。所有這些確保了新研制的系列貝氏體鋼有更佳的強韌性配合。(5)新提出的相變、冷卻與低溫回火工藝不僅消除了殘余內應力，而且通過增加AR的含碳量大幅度改善其穩(wěn)定性。與同強度的高級馬氏體鋼及相近強度的貝氏體鋼相比，沖擊吸收能(A<,KV>)提高三倍以上。(6

4、)在A<,R>薄膜彌散分布方面，其方向上的彌散分布是一個不可忽視的重要因素，同時AR膜的長度較小(≤6μm)，是成倍提高沖擊吸收能的重要原因。(7)由于鋼中不存在碳化物和不穩(wěn)定的塊狀A<,R>，且A<,R>只以薄膜形式出現，進一步改善了鋼的強韌性結合。又實驗發(fā)現的：BF板條中存在切變單元和其內部的胞狀結構(即超細晶粒)兩代晶粒，與最新的理論分析結論相一致。此外還討論了改變奧氏體化溫度和奧氏體化時間對貝氏體轉變和貝氏體組織形態(tài)產生影響