中碳超高強(qiáng)度貝氏體鋼組織特征與力學(xué)性能.pdf

1、納米結(jié)構(gòu)超級(jí)貝氏體鋼是兼具超高強(qiáng)度,良好塑性與韌性的一類重要高性能鋼鐵結(jié)構(gòu)材料。鋼中納米級(jí)的貝氏體鐵素體和超高的位錯(cuò)密度對(duì)于其強(qiáng)度起了決定性作用,對(duì)塑性和韌性起主要作用的則為貝氏體鐵素體板條之間的薄膜狀殘留奧氏體。為了確保貝氏體鐵素體厚度足夠小,往往使用很高的C含量降低BS和MS溫度,從而使貝氏體反應(yīng)能夠在較低的溫度進(jìn)行。
　　為了克服高碳所帶來的材料制備過程中的脆性和不良焊接性等缺點(diǎn),本文選用中碳高硅成分設(shè)計(jì)研究超高強(qiáng)度貝氏體鋼

2、。利用Gleeble3500熱模擬機(jī)測(cè)定試驗(yàn)鋼的相變點(diǎn);利用OM、SEM、TEM、XRD等分析手段研究其微觀組織、相分?jǐn)?shù);利用顯微硬度儀、萬能試驗(yàn)機(jī)、沖擊試驗(yàn)機(jī)、磨損儀等測(cè)試手段研究其力學(xué)性能。探索中碳超高強(qiáng)度貝氏體鋼中組織特征及其對(duì)力學(xué)性能的影響。本文主要的內(nèi)容如下:
　　在300-360°C等溫轉(zhuǎn)變,形成了超細(xì)貝氏體鐵素體板條(150-230 nm),薄膜狀殘留奧氏體和塊狀馬氏體/奧氏體的復(fù)合組織。隨著等溫溫度的降低,塊狀M/

3、A組織尺寸和貝氏體鐵素體板條厚度減小。殘留奧氏體體積分?jǐn)?shù)為20.0-27.7 vol.％,抗拉強(qiáng)度為1324-1391 MPa,延伸率達(dá)到11.7-16.6%,室溫Charpy-V缺口沖擊達(dá)到了34.4-39.0 J。
　　中碳鋼多步等溫貝氏體轉(zhuǎn)變實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,多步等溫貝氏體工藝可以有效細(xì)化貝氏體組織從而提高其力學(xué)性能。塊狀M/A組織明顯減小和細(xì)化,并且貝氏體鐵素體平均板條厚度也減小?？估瓘?qiáng)度從1380 MPa提高到1565 MP

4、a,延伸率從11.7%提高到12.6%,室溫Charpy-V缺口沖擊從39.0 J提高到45.0 J。通過多步等溫貝氏體轉(zhuǎn)變,中碳貝氏體鋼中也可以得到部分納米結(jié)構(gòu)貝氏體組織。
　　中碳貝氏體鋼和 Q-P(淬火-碳分配)鋼耐磨試驗(yàn)結(jié)果表明,貝氏體鋼和 Q-P鋼都具有較高初始硬度(458 HV1和471 HV1),并且在磨損過程中硬度都會(huì)增加,但Q-P鋼具有更多的奧氏體含量,TRIP效應(yīng)更明顯,硬化能力更強(qiáng),導(dǎo)致磨損表面具有更高的硬度