Mn-系中、低碳贝氏体结构钢的制备与性能研究

作     者：桂洲 

作者单位：清华大学 

学位级别：硕士

导师姓名：白秉哲

授予年度：2005年

学科分类：08[工学] 080502[工学-材料学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 

主      题：粒状贝氏体 Si CCT曲线 回火脆性 

摘      要：当前研究表明,非调质钢进行热加工后空冷就能达到调质钢的强度水平,但其塑性,尤其是韧性远低于调质钢的水平,限制了其应用范围。本文所研制的贝氏体钢具有优良的强韧性配合,对于解决现有非调质钢韧性不足的瓶颈有着重要意义。 本文采用组织观察,常规力学性能测试等多种方法研究了Mn-系中、低碳贝氏体钢的成分、组织、热处理与性能的关系。通过Si含量的变化,探讨了Si对中、低碳Mn-系贝氏体钢性能和组织的影响。由于Mo是贵重元素,讨论了不加Mo对性能和组织的影响。结果表明,低碳钢经奥氏体化后空冷为粒贝组织,中碳钢经奥氏体化后空冷为贝氏体/马氏体复相组织。随Si含量的提高,回火脆性出现的温度(曲线峰谷)逐步提高,峰谷值呈下降趋势。Si含量达到1.7%后,其高温回火韧性低于未回火状态下的数值,低碳高Si钢640℃回火时冲击韧性仅为80J,中碳高Si钢仅为25J。低碳钢Si含量在0.84～1.46%时,580℃回火,抗拉强度850Mpa,冲击韧性160J,强韧性配合优良。含Mo钢将回火脆性曲线向右推移,峰谷值出现的回火温度升高。到了高温回火阶段,无Mo钢的冲击韧性高于有Mo钢。低碳钢中Si对组织形貌产生显著影响,随Si含量的提高,组织中的M/A岛形貌由块状岛到条状岛、继而又变成块状岛。 本文通过测定低碳Si钢的CCT曲线,研究了Si和少量Mo对贝氏体转变的影响。结果表明,在其他元素含量不变的情况下,随着Si含量的增加,Si使CCT曲线的贝氏体转变温度降低,所获组织中M/A小岛更为细小。当Si含量达到1.46%后,Si不再使Bs点降低。增加低Si钢中的Si含量,可以有效推迟高温转变的临界冷速。Mo能有效推迟高温转变,使Ms点下降。含Mo试验钢在较宽的冷速范围内只发生贝氏体转变。