高碳鋼變形誘導(dǎo)珠光體相變研究.pdf

1、變形誘導(dǎo)相變組織能夠賦予材料優(yōu)異的性能，目前，關(guān)于低碳鋼變形誘導(dǎo)馬氏體相變和鐵素體相變已經(jīng)進(jìn)行了大量的研究，然而對(duì)于高碳鋼變形能否誘導(dǎo)出珠光體還未有明確報(bào)道。為進(jìn)一步深入理解和完善變形誘導(dǎo)相變理論，開(kāi)發(fā)高碳鋼應(yīng)用前景，本文對(duì)075C共析鋼和111C過(guò)共析鋼的變形誘導(dǎo)珠光體相變進(jìn)行了深入研究，通過(guò)實(shí)驗(yàn)來(lái)證明變形誘導(dǎo)珠光體相變的可能性；并系統(tǒng)研究變形溫度、應(yīng)變速率、變形量、原奧氏體晶粒尺寸對(duì)變形誘導(dǎo)珠光體相變(Deformation Ind

2、uced Pearlite Transformation，DIPT)組織演變規(guī)律的影響；討論變形誘導(dǎo)珠光體相變的熱力學(xué)和動(dòng)力學(xué)；分析誘導(dǎo)組織在連續(xù)冷卻和等溫過(guò)程中的微觀組織轉(zhuǎn)變規(guī)律。 本文利用金相、掃描電鏡和透射電鏡觀察、臨界應(yīng)變計(jì)算、熱膨脹實(shí)驗(yàn)證明了珠光體相變能夠在Ar<,1>溫度以上變形過(guò)程中發(fā)生，即能夠發(fā)生變形誘導(dǎo)珠光體相變。 變形溫度、應(yīng)變速率、變形量、原奧氏體晶粒尺寸對(duì)變形誘導(dǎo)珠光體相變的影響結(jié)果表明：隨變形溫

3、度和應(yīng)變速率的降低，變形誘導(dǎo)珠光體分?jǐn)?shù)增加，變形誘導(dǎo)珠光體相變?nèi)詾閿U(kuò)散控制型相變；隨著變形量增加，變形過(guò)程中產(chǎn)生的珠光體分?jǐn)?shù)不斷增加；減小奧氏體晶粒尺寸，可增加形核位置，導(dǎo)致變形誘導(dǎo)珠光體分?jǐn)?shù)隨奧氏體晶粒尺寸的減小而增加。誘導(dǎo)珠光體不僅片層間距細(xì)小，而且平均珠光體領(lǐng)域也較小。在變形初始階段形成的片層珠光體，隨著變形量的增加，片層發(fā)生扭折、斷裂，最后會(huì)形成粒狀結(jié)構(gòu)。 通過(guò)對(duì)變形誘導(dǎo)珠光體相變的熱力學(xué)和動(dòng)力學(xué)研究表明，變形過(guò)程中所做

4、的功部分以?xún)?chǔ)能的形式存儲(chǔ)在材料內(nèi)部，為相變提供驅(qū)動(dòng)力；晶界能量較大，能夠提供形核位置，因而相變首先在晶界發(fā)生；位錯(cuò)不僅提供了相變驅(qū)動(dòng)力，而且能夠提供能量起伏，晶胚與位錯(cuò)交互作用使晶胚迅速長(zhǎng)大為穩(wěn)定晶核，促進(jìn)相變快速完成；變形對(duì)相變的促進(jìn)作用主要體現(xiàn)在孕育期明顯縮短，形核率和長(zhǎng)大速度均增加；變形誘導(dǎo)珠光體相變的動(dòng)力學(xué)仍可用Avrami方程進(jìn)行描述，在塑性變形作用下，方程中B值明顯增加，與應(yīng)力作用下的珠光體相變動(dòng)力學(xué)相同，但方程中的n值也可