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贝氏体钢研究现状(2)

时间:2024-12-03 21:15来源:98992
(1-1) 该公式中,d是晶粒直径,RG是强化增量,KG是强化系数。钢中的第二相弥散强化的原理是:RPH=KPH-1 (1-2) RPH是弥散强化增量,是微粒间距。因此,钢中弥

(1-1)

该公式中,d是晶粒直径,ΔRG是强化增量,KG是强化系数。钢中的第二相弥散强化的原理是:ΔRPH=KPHλ-1 (1-2)

ΔRPH是弥散强化增量,λ是微粒间距。因此,钢中弥散的质点越细越多,相应的粒子间距就越小。彼此间的相互作用力越剧烈,强度也就成倍增强。这种新的工艺不仅有效地细化了奥氏体晶粒和显微组织。通过人工诱导形核的方式,细化了晶粒并且提高了组织性能。

我国老一辈的科学家康沫狂[20]先生殚精竭虑,提出并发明了超越当时主流钢种的的准贝氏体钢。这种新兴钢的组织是由低碳的铁素体和残余的奥氏体混合而成的,即A/B型。它的基本原理是,钢在相变过程中碳化物的析出受到Si、Al等元素的作用会被强烈抑制一段时间,在此期间形成了切变的铁素体片和夹杂在内部的奥氏体薄膜,几乎不存在碳化物等硬质相,在受外力塑性变形时,残余的部分奥氏体吸收应力,还可以诱变为马氏体等高强度组织。此时的组织性能处于巅峰状态,这就是所谓的准贝氏体。准贝氏体组织中的贝氏体铁素体属于低碳马氏体组织,具有较高的断裂抗力和较低的硬度,而残余奥氏体是高的过饱和碳的固溶体,在承受载荷条件下,奥氏体极易诱发马氏体相变,形成高碳马氏体,具有很高硬度,形成硬质点,分布于韧的基体上,硬质点抗磨,而软的基体破断强度高,使磨粒难以脱落,从而具有较高的耐磨性。后期受温控等因素影响,碳化物析出,性能往往大打折扣。准贝氏体钢在很大的温速控制范围之内都可以获取受益于珠光体转变的极度延迟,因此大型零件空冷也能获得不错的组织性能。几乎不存在淬火应力,减少了后续的回火等热处理流程,成型加工起来更为方便。

控制冷却处理技术逐渐发展成为一种节能高效的钢材热处理方法[21]。据有关资料,当钢材的物料组分恰当时,控制冷却技术可以促使强韧且耐磨的贝氏体-马氏体复相组织的形成。传统的方法是等温淬火,在人工盐浴的环境中实现分阶段冷却和转变过程。从某种程度上而言,等温淬火工艺实际上是控制冷却的特例[22],然而存在着周期过久,资源浪费等缺点。控制冷却则是通过雾化、水淋等方式,加速冷却避开珠光体转变,在中温转变区间断冷却,依靠高温余热保持水平的冷速,完成钢中的贝氏体转变。反应一会儿之后空冷至Ms以下终结。图1.2是等温淬火和控制冷却曲线示意图。同时采用控制轧制和控制冷却相结合的方法,能细化晶粒,从而制造出超细晶高强度贝氏体钢[23]。控制冷却处理这项加艺优点很多,比如操作简单、减少合金元素的投入、加速生产流程等。控制冷却技术已逐渐成为贝氏体钢生产和加工的重要发展趋势之一。

团球状共晶体-奥氏体贝氏体钢。国内外普遍使用的贝氏体耐磨钢抵御磨料磨损的物相往往是单一的贝氏体组织,所以在耐磨性方面的提高上往往是力不从心。人们开始考虑在强而韧的贝氏体基体组织上增添若干的硬质共晶体提高耐磨性。我国材料研究学者许振明[24]先生据此开发了团球状-奥氏体贝氏体钢(ABNE钢)。他在铸造时融入了一种特殊的变质剂,强迫熔铸后的组织析出硬质的共晶体。后续热处理又得到了强韧的奥氏体-贝氏体组织。两者巧妙地结合在一起克服了单一物相性能短板的缺陷。材料中的共晶体硬度高,并且奥氏体可以受冲击诱变为马氏体组织,ABNE钢更适合在长期低冲击的环境下工作,抗磨损效率大大提高。

贝氏体钢研究现状(2):http://www.youerw.com/yanjiu/lunwen_205163.html
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