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轧制预变形对超细贝氏体钢组织与性能的影响

材料热处理学报 2018年第4期39卷 121-126页

作者：张月李青春张瑞祥常国威辽宁工业大学材料科学与工程学院

采用场发射扫描电镜（FESEM）、X射线衍射（XRD）和力学性能测试等分析手段,研究轧制预变形对超细贝氏体钢组织和力学性能的影响。结果表明：在相同奥氏体化温度下,冷轧样的奥氏体晶粒尺寸小于热轧样,冷轧样获得的超细贝氏体钢的力学性... 详细信息

采用场发射扫描电镜（FESEM）、X射线衍射（XRD）和力学性能测试等分析手段,研究轧制预变形对超细贝氏体钢组织和力学性能的影响。结果表明：在相同奥氏体化温度下,冷轧样的奥氏体晶粒尺寸小于热轧样,冷轧样获得的超细贝氏体钢的力学性能高于热轧样;在相同奥氏体晶粒尺寸下,冷轧样力学性能高于热轧样;冷轧样在950℃保温30 min后,再经300℃等温1 h后空冷,实验钢综合性能最佳,抗拉强度在保持较高水平（2310 MPa）的同时,伸长率（12.5%）较高。

关键词：超细贝氏体钢残留奥氏体贝氏体铁素体轧制

热处理工艺对超细贝氏体钢显微组织及耐腐蚀性能的影响

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中国腐蚀与防护学报 2021年第5期41卷 602-608页

作者：冯彦朋张弦吴开明杨淼武汉理工大学化学化工与生命科学学院武汉430070 武汉科技大学高性能钢铁材料及其应用湖北省协同创新中心武汉430081

采用一步贝氏体等温转变、两步贝氏体等温转变和淬火工艺对中碳钢进行热处理,对不同实验钢的显微组织、物相分布、原位腐蚀和电化学性能进行了表征和测试。结果表明,与一步贝氏体等温工艺和淬火工艺相比,两步贝氏体等温转变工艺后形成... 详细信息

采用一步贝氏体等温转变、两步贝氏体等温转变和淬火工艺对中碳钢进行热处理,对不同实验钢的显微组织、物相分布、原位腐蚀和电化学性能进行了表征和测试。结果表明,与一步贝氏体等温工艺和淬火工艺相比,两步贝氏体等温转变工艺后形成的超细贝氏体钢中残余奥氏体含量更小,组织更加均匀。在贝氏体铁素体-残余奥氏体形成的微电偶作用下,超细贝氏体钢中贝氏体铁素体相选择性溶解,产生点蚀坑并沿着板条方向扩展,而均匀分布的薄膜状残余奥氏体阻碍了腐蚀的进一步发展。电化学测试结果显示,在0.5%(质量分数)NaCl溶液中两步贝氏体钢的耐腐蚀性能较一步贝氏体钢和马氏体钢更为优异。

关键词：超细贝氏体钢热处理工艺显微组织耐腐蚀性能

超细贝氏体钢残余奥氏体的调控及相变增塑机制研究

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超细贝氏体钢残余奥氏体的调控及相变增塑机制研究

作者：张月辽宁工业大学

学位级别：硕士

本文以Fe-0.95C-1.42Si-1.82Mn-0.93Cr-0.24Mo-1.34Co-1.05Al钢为研究对象,研究了脉冲磁场处理对超级贝氏体钢残余奥氏体含量、组织和性能的影响。以Fe-0.6C-0.45Mn-2.5Si-0.78Al钢为研究对象,研究了冷轧和热轧预变形对奥氏体晶粒尺寸... 详细信息

本文以Fe-0.95C-1.42Si-1.82Mn-0.93Cr-0.24Mo-1.34Co-1.05Al钢为研究对象,研究了脉冲磁场处理对超级贝氏体钢残余奥氏体含量、组织和性能的影响。以Fe-0.6C-0.45Mn-2.5Si-0.78Al钢为研究对象,研究了冷轧和热轧预变形对奥氏体晶粒尺寸、超细贝氏体组织、残余奥氏体含量和形态以及超细贝氏体钢力学性能的影响。通过脉冲磁场调控超细贝氏体组织与性能发现:与常规等温处理相比,在贝氏体转变孕育期施加脉冲磁场对贝氏体转变量、贝氏体束的影响不明显,而在贝氏体转变初期和贝氏体转变全程施加脉冲磁场,贝氏体铁素体形核加速,贝氏体束的增粗和长大速度降低,贝氏体转变量增加,贝氏体束变细变短。与常规等温处理相比,在贝氏体转变孕育期、贝氏体转变初期和贝氏体转变全程施加脉冲磁场处理,超细贝氏体钢中残余奥氏体含量增加。与常规等温处理相比,在贝氏体转变全程施加脉冲磁场,碳原子在γ/α界面前沿残余奥氏体一端富集加剧,导致贝氏体束生长和增粗速度变慢。通过轧制预变形调控超细贝氏体钢组织与性能发现,与未轧制和热轧预变形相比,冷轧预变形使超细贝氏体钢的贝氏体束和贝氏体铁素体细化,抗拉强度、延伸率和强塑积增加;超细贝氏体钢中残余奥氏体的含量与奥氏体晶粒尺寸有关,当奥氏体晶粒尺寸在13～76μm,超细贝氏体组织中残余奥氏体含量在10～12.6%,超细贝氏体钢容易发生TRIP效应;在相同奥氏体化温度下,冷轧样的奥氏体晶粒和贝氏体铁素体比热轧样细;在相同奥氏体晶粒尺寸下,冷轧样的贝氏体束和贝氏体铁素体比热轧样细;确定了最佳轧制预变形和等温处理最佳工艺为:实验钢经冷轧变形后,在950℃保温30min,奥氏体晶粒尺寸为51.19μm,在350℃等温4h,超细贝氏体组织中残余奥氏体含量大于10%,其抗拉强度为1900 MPa,延伸率为15.8%,强塑积为30.02GPa·%,奥氏体和贝氏体细晶强韧化以及TRIP效应使其综合力学性能最佳。

关键词：超细贝氏体钢残余奥氏体相变增塑脉冲磁场轧制

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超细贝氏体钢组织与性能的研究

超细贝氏体钢组织与性能的研究

作者：刘伟辽宁工业大学

学位级别：硕士

超细贝氏体钢利用贝氏体组织强韧化、细晶强韧化和相变增塑效应获得高强度、高塑性和良好的韧性,是最具应用前景的先进高强度钢。为了提高超细贝氏体钢的强度、延伸率和强塑积,本文从脉冲磁场处理、调整钢中C和Cr的成分、调整奥氏体化... 详细信息

超细贝氏体钢利用贝氏体组织强韧化、细晶强韧化和相变增塑效应获得高强度、高塑性和良好的韧性,是最具应用前景的先进高强度钢。为了提高超细贝氏体钢的强度、延伸率和强塑积,本文从脉冲磁场处理、调整钢中C和Cr的成分、调整奥氏体化条件三个方面来控制超细贝氏体组织中残余奥氏体的形态、含量和残余奥氏体中的碳含量,主要得到以下结论:通过研究脉冲磁场作用下超细贝氏体的组织与性能发现,实验钢在900℃保温30min奥氏体化后,在300℃等温贝氏体转变孕育期施加时间为0.5h、强度为1.5T的脉冲磁场,脉冲磁场加速了贝氏体转变,残奥的含量降低。而实验钢经1250℃保温48h均匀化处理,在950℃保温0.5h奥氏体化,在300℃等温贝氏体转变孕育期和贝氏体转变初期施加不同强度的脉冲磁场,脉冲磁场对贝氏体转变并没有明显促进作用。通过研究不同C含量和Cr含量超细贝氏体钢的组织和性能发现,碳含量为0.64%时,贝氏体组织中铁素体条和薄膜状残奥的厚度均较大,超细贝氏体含量较少,残奥含量为30.25%。碳含量为0.82%时,超细贝氏体含量较多,薄膜状和块状残奥的尺寸变小,残奥含量为20.25%。碳含量达到0.93%时,容易形成块状残奥,残奥含量为31.51%。0.81%C超细贝氏体钢的抗拉强度(1760MPa)和延伸率(8.8%)低于0.64%C和0.93%C超细贝氏体钢的抗拉强度(2230MPa)和延伸率(10%)。与0%Cr超细贝氏体钢相比,含有1%Cr的超细贝氏体钢中贝氏体铁素体条细化,残奥的含量降低,抗拉强度、延伸率和强塑积明显提高。通过研究不同奥氏体化条件下超细贝氏体的组织与性能发现,实验钢在900℃、950℃、1000℃奥氏体化保温20min后,超细贝氏体组织中残奥的含量分别为17.38%、21.79%、22.68%。在900℃和950℃奥氏体化,试样的抗拉强度和延伸率接近,而实验钢经1000℃奥氏体化后抗拉强度下降,延伸率提高;实验钢在950℃保温10min、20min、30min奥氏体化后,超细贝氏体组织中残奥的含量分别为14.69%、21.79%、18.19%,保温10min奥氏体化,试样的延伸率(6.3%)最大,保温20min奥氏体化,试样的抗拉强度(1887MPa)最大,保温30min奥氏体化,试样的延伸率(5.7%)和抗拉强度(1619MPa)均较低。加热速度为0.27℃/s和0.49℃/s奥氏体化时,实验钢在拉伸时发生明显的TRIP效应。加热速度为0.27℃/s时,获得的超细贝氏体组织中薄膜状残奥呈连续分布,厚度最大达1.1μm,试样的抗拉强度为1855MPa,延伸率为21.20%,强塑积为39326MPa·%。在本实验范围内,实验钢能够产生TRIP效应的有利条件为:薄膜状残奥连续分布,残奥的含量在20-25%,残奥中的碳含量约1.24%,薄膜状残奥的厚度在0.5-1.1μm。

关键词：超细贝氏体钢贝氏体铁素体残余奥氏体抗拉强度延伸率

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不同结构超细贝氏体钢的耐腐蚀性能

不同结构超细贝氏体钢的耐腐蚀性能

热处理工艺对超细贝氏体钢显微组织及耐腐蚀性能的影响

2021第八届海洋材料与腐蚀防护大会暨2021第二届钢筋混凝土耐久性与设施服役安全大会

作者：龚丽张弦刘静吴开明耐火材料与冶金省部共建国家重点实验室高性能钢铁材料及其应用省部共建协同创新中心冶金工业过程系统科学湖北省重点实验室武汉科技大学

采用一步和二步贝氏体等温转变工艺对低碳钢进行热处理,对不同实验钢的显微组织、物相分布和电化学性能进行了表征和测试,进一步在3.5 wt.%NaCl溶液中进行慢应变速率拉伸应力腐蚀试验,分析裂纹扩展和断裂过程的变化,对试验钢的应力腐蚀... 详细信息

采用一步和二步贝氏体等温转变工艺对低碳钢进行热处理,对不同实验钢的显微组织、物相分布和电化学性能进行了表征和测试,进一步在3.5 wt.%NaCl溶液中进行慢应变速率拉伸应力腐蚀试验,分析裂纹扩展和断裂过程的变化,对试验钢的应力腐蚀敏感性和环境断裂进行评价。结果表明,与一步贝氏体等温工艺相比,二步贝氏体等温转变工艺后形成的超细贝氏体钢中残余奥氏体含量更小,组织更加均匀。电化学测试结果显示在3.5 wt.%NaCl溶液中二步贝氏体钢的耐腐蚀性能较一步贝氏体钢更为优异。慢应变速拉伸结果显示裂纹主要在块状残余奥氏体处萌生,铁素体贝氏体板条能够阻碍裂纹的传播,一步贝氏体钢较二步贝氏体钢有更高的应力腐蚀敏感性。

关键词：超细贝氏体钢热处理工艺显微组织耐腐蚀性能 SCC 微裂纹

来源： cnki会议评论

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热处理工艺对超细贝氏体钢显微组织及耐腐蚀性能的影响

2020第七届海洋材料与腐蚀防护大会暨2020第一届钢筋混凝土耐久性与设施服役安全大会

作者：冯彦朋张弦吴开明杨淼武汉理工大学化学化工与生命科学学院武汉科技大学高性能钢铁材料及其应用湖北省协同创新中心

通过对贝氏体钢控制成分、优化冷却制度,或采用微合金变质处理可得到晶粒尺寸显著减小的超细贝氏体钢,超细贝氏体钢相比普通贝氏体钢有着更好的强度、塑性、抗疲劳性和耐磨等优异的性能,并且焊接性能优良,具有很好的耐候性,广泛应用在... 详细信息

通过对贝氏体钢控制成分、优化冷却制度,或采用微合金变质处理可得到晶粒尺寸显著减小的超细贝氏体钢,超细贝氏体钢相比普通贝氏体钢有着更好的强度、塑性、抗疲劳性和耐磨等优异的性能,并且焊接性能优良,具有很好的耐候性,广泛应用在石油管线、桥梁、高端轴承上,也可以作为采油平台用钢、锚链钢等应用于海洋工程建设中。为了探究热处理工艺对超细贝氏体钢的显微组织和腐蚀性能的影响,本文采用中碳钢为基础设计了一步贝氏体等温、两步贝氏体等温和水淬马氏体工艺分别对其进行热处理,对试验钢进行光学显微镜(OM)、扫描电子显微镜/X射线能谱分析(SEM/EDS)、X射线衍射分析(XRD)等表征,利用原位腐蚀试验、动电位极化和交流阻抗谱等方法对其初期腐蚀行为进行分析,最终得到不同热处理工艺对于试验钢显微组织及耐腐蚀性能的影响。主要结果显示,超细贝氏体钢的组织主要是由贝氏体铁素体和残余奥氏体组成的双相组织,其中残余奥氏体以两种形态存在,一种是分布在贝氏体铁素体板条间的薄膜状残余奥氏体,另一种是分散分布的块状残余奥氏体。一步贝氏体钢中残留的块状残余奥氏体较多;两步贝氏体钢中,块状残余奥氏体的体积分数更少,尺寸更小;马氏体钢的组织为板条马氏体和残余奥氏体。原位腐蚀试验表明,超细贝氏体钢的腐蚀是由块状残余奥氏体附近的贝氏体铁素体首先引发的溶解腐蚀,在继续浸泡过程中,腐蚀沿着贝氏体铁素体板条的方向发展,形成了更大的孔洞。马氏体钢腐蚀生成较大的点蚀坑,在之后的腐蚀过程中,点蚀坑扩展迅速,并向基体深处延伸发展。动电位极化结果表明,三种试验钢电极表面的阴极行为均相似,阳极区均呈现活性溶解的特征,两步贝氏体钢的自腐蚀电位最高、腐蚀电流密度最小,极化阻抗值最大,马氏体钢的腐蚀电流密度最大,极化阻抗值最小。综合以上结果,一步贝氏体等温保温时间较短,残余奥氏体体积分数较大,组织中的块状残余奥氏体较多,尺寸较大;两步贝氏体等温保温显著降低了残余奥氏体的体积分数,块状残余奥氏体被新生成的贝氏体铁素体分割,尺寸减小;马氏体水淬相变时间短,得到的组织为板条马氏体和残余奥氏体。超细贝氏体钢的初期腐蚀是由贝氏体铁素体和块状残余奥氏体形成的微电偶引发贝氏体铁素体的选择性溶解,溶解沿贝氏体铁素体板条发展,相隔的薄膜状残余奥氏体较稳定,阻碍了溶解向相邻贝氏体铁素体板条的发展;超细贝氏体钢的耐腐蚀性能优于马氏体钢。

关键词：超细贝氏体钢热处理工艺残余奥氏体耐腐蚀性能电化学测试

来源： cnki会议评论

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超细贝氏体钢中氢扩散行为研究

超细贝氏体钢中氢扩散行为研究

作者：杨帮树武汉科技大学

学位级别：硕士

超细贝氏体钢(或称低温贝氏体钢、超级贝氏体钢、纳米结构贝氏体钢)是一类重要的兼具超高强度、高塑性和良好韧性的高性能钢铁材料。由于残留奥氏体与贝氏体铁素体板条中氢溶解度和扩散系数巨大差异、两相界面的氢捕获效应、残留奥氏体... 详细信息

超细贝氏体钢(或称低温贝氏体钢、超级贝氏体钢、纳米结构贝氏体钢)是一类重要的兼具超高强度、高塑性和良好韧性的高性能钢铁材料。由于残留奥氏体与贝氏体铁素体板条中氢溶解度和扩散系数巨大差异、两相界面的氢捕获效应、残留奥氏体对氢扩散的屏蔽与扭曲效应,使得氢在超细贝氏体钢这类BCC/FCC复相组织钢中的扩散与捕获行为十分复杂。本文通过氢电化学渗透实验、数值模拟和第一性原理计算的方法分析了氢在超细贝氏体钢中的扩散行为,主要研究内容如下:首先模拟分析了只含可逆氢陷阱和只含有不可逆氢陷阱的实验样品中氢渗透行为的影响因素,讨论了氢有效扩散率分析的经典经验公式使用的前提条件,并提出了氢电化学渗透实验中区分可逆和不可逆氢陷阱的方法。然后,对比分析了两种热处理得到的含有不同体积分数和形态残留奥氏体的超细贝氏体钢样品的氢渗透实验结果,基于铁素体基体中嵌入残留奥氏体数学模型讨论了残留奥氏体对氢在超细贝氏体钢中的扩散行为的影响,并验证了有效扩散路径理论。最后运用第一性原理计算的方法计算分析了超细贝氏体钢中常见合金元素对氢扩散激活能的影响。

关键词：超细贝氏体钢残留奥氏体氢渗透曲线氢陷阱数值模拟第一性原理计算

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脉冲磁场处理对超细贝氏体转变的影响

铸造 2019年第1期68卷 7-11页

作者：张瑞祥李青春张月陈淑英常国威辽宁工业大学材料科学与工程学院辽宁锦州121001

在低温贝氏体转变孕育期、转变初期和转变全程施加脉冲磁场,研究脉冲磁场对超细贝氏体转变组织和碳原子分布的影响。结果表明,与未加磁场的等温贝氏体转变相比较,贝氏体转变初期和转变全程施加1.5 T脉冲磁场使组织细化,而在孕育期施加1.... 详细信息

在低温贝氏体转变孕育期、转变初期和转变全程施加脉冲磁场,研究脉冲磁场对超细贝氏体转变组织和碳原子分布的影响。结果表明,与未加磁场的等温贝氏体转变相比较,贝氏体转变初期和转变全程施加1.5 T脉冲磁场使组织细化,而在孕育期施加1.5 T的脉冲磁场贝氏体转变作用不明显。在贝氏体转变全程施加脉冲磁场强度较小时,贝氏体转变量和形貌上变化不明显,当脉冲磁场强度为1.5 T时,贝氏体转变量明显增多,贝氏体束长度变短,宽度变窄。

关键词：超细贝氏体钢脉冲磁场残留奥氏体

微纳结构贝氏体钢的热处理工艺及耐腐蚀性能研究

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微纳结构贝氏体钢的热处理工艺及耐腐蚀性能研究