透射-电子背散射衍射技术表征双相钢中马氏体-奥氏体岛的相结构及晶粒取向

为研究高强度低屈强比双相钢中马氏体-奥氏体岛(M-A岛)的精细结构及晶粒取向差关系,利用自制的透射-电子背散射衍射(T-EBSD)样品台和透射电镜样品,在扫描电镜上完成了纳米级高分辨电子背散射衍射(EBSD)表征。通过优化工作电压、倾转角度、工作距离、探头距离、步长等参数,确定了最佳实验条件:工作电压为30kV,倾转角度为30°~38°,步长为15nm,最终获得了高质量的透射菊池花样,实现了微观组织的精细表征,将常规EBSD的分辨率提升了一个数量级。同时,利用透射电镜的高分辨透射电子显微术(HRTEM)进行了验证。EBSD分析结果表明,LYR690钢中M-A岛内部存在超细铁素体、铁素体与奥氏体混合相、残余奥氏体和马氏体等4种结构。残余奥氏体主要以两种形态存在:一种为数百纳米级别的独立晶粒,其与周边铁素体存在超过15°的大角度取向差;另一种为铁素体晶粒中分布的细微奥氏体结构,其与铁素体晶粒的取向差小于10°。     

基于电子背散射衍射技术的低碳钢原奥氏体晶界的显示技术探讨

常规对原奥氏体晶界的显示均采用晶界腐蚀法,但是该方法成功率不高,具有一定的局限性,且所使用的苦味酸溶液属于危险品,因此,为了更好地显示出原奥氏体晶界,实验借助电子背散射衍射技术(EBSD)对低碳钢原奥氏体晶界的显示方法进行了详细研究。结果表明,与常规的晶界腐蚀法相比,借助EBSD技术可以显示原奥氏体晶界,其最佳晶界取向差在20°~50 °之间,且该低碳钢原奥氏体平均晶粒尺寸为40.02μm,与晶界腐蚀法统计的结果基本一致,但是对于经过大变形的原奥氏体晶界,实验方法并不适用,这可能与变形后马氏体变体之间的取向差随之变化有关。     

奥氏体不锈钢物相的精细结构表征

以热轧态316L不锈钢为研究对象,首先利用X射线衍射仪(XRD)对其主要物相进行标定,进而利用透射电镜(TEM)的选区电子衍射和高分辨像功能确认了χ相的存在。然后利用透射电子背散射衍射技术(t-EBSD)对所有物相的分布进行表征,与常规电子背散射衍射(EBSD)的结果进行比较,准确显示了χ相的分布特征。结果表明,组织中以奥氏体基体相和带状组织为主,带状组织中主要含有σ相,还有少量的铁素体相和奥氏体相,χ相不仅存在于带状组织中,还存在于奥氏体基体中,且χ相和σ相中都富含Fe、Cr、Mo元素。     

基于退火路径的中锰钢组织转变与力学性能

为了更好地指导中锰钢工业试制,利用扫描电镜、电子背散射衍射、透射电镜和拉伸试验机等研究了不同退火路径下低碳中锰钢的组织转变及合金元素配分行为,并评价了其对力学性能的影响.结果表明,热轧中锰钢的显微组织主要由铁素体、板条马氏体、粒状贝氏体和残余奥氏体构成.经冷轧变形后,原组织中的铁素体和马氏体晶粒破碎,残余奥氏体和M/A...     

中碳贝氏体钢拉伸变形中裂纹形成及扩展机制分析

残余奥氏体对中碳贝氏体钢的塑韧性起到非常重要的作用,采用贝氏体等温淬火工艺对残余奥氏体在拉伸变形作用下与裂纹形成及扩展的相互作用进行了研究.利用扫描电子显微镜(SEM)、透射电镜(TEM)和电子背散射衍射(EBSD)等对试验用钢基体及拉伸后颈缩区进行表征和分析.结果表明,拉伸过程中残余奥氏体细化明显,拉伸断裂后进行组织...     

一种Fe-C-Si-Mn-Cr-Mo钢碳配分行为对组织的影响

 利用Formastor-FⅡ全自动相变仪模拟研究了一种Fe-0.24C-0.3Si-1.0Mn-0.56Cr-0.17Mo（质量分数,%）钢在冷却过程中的碳配分行为及其对马氏体和残余奥氏体的影响,用扫描电镜、透射电镜进行微观组织表征,用X射线衍射法和电子背散射衍射法测定残余奥氏体体积分数。结果表明,试验钢分别经末段慢冷和直接快冷工艺冷却后均获得马氏体＋残余奥氏体两相组织,其中直接快冷工艺所得马氏体相对杂乱,尺寸较小,残余奥氏体体积分数较少;而末段慢冷工艺所得马氏体板条较长,且发生了碳的配分,残余奥氏体体积分数较多,以薄膜状分布在马氏体板条间,板条内部含有高密度位错。     

回火对Si-Mn-Mo系贝氏体钢组织性能的影响

研究了淬火后不同温度回火对Si-Mn-Mo系贝氏体钢显微组织与力学性能的影响.结果表明,采用淬火后回火的工艺可以显著提高Si-Mn-Mo系贝氏体钢的强度和塑性.淬火后300℃回火与350℃回火,该钢的力学性能相差不大,而450℃回火后强度、硬度相对较低,韧塑性略有提高.组织观察表明,该钢为贝氏体铁素体和残余奥氏体(片状和块状M-A岛)的复合组织,适当温度回火可以促进块状M-A岛分解,增加板条铁素体含量,提高残余奥氏体的机械稳定性,进而稳定其组织性能..     

高钢级X100管线钢中的M-A岛

通过显微组织分析方法,研究了冷却开始温度及冷却速度对高钢级X100管线钢热模拟试样中M-A岛的体积分数和尺寸的影响.结果表明降低冷却开始温度和提高冷却速度都可以细化组织,导致M-A岛的体积分数降低,使M-A岛由尺寸较大的块状、条状转变成尺寸较小且弥散分布的块状、条状.利用透射电镜观察了热轧后以不同冷却速度冷却所得试样组织中M-A岛的形貌.发现在低的冷却速度下,M-A岛由残余奥氏体、尺寸及取向均不同的马氏体板条组成.在马氏体板条中存在孪晶,证明了碳的扩散,也说明M-A岛中M是孪晶马氏体.在高的冷却速度下,转变为针状、薄膜状的M-A岛弱化了铁素体板条的界面,降低了管线钢的韧性.因此只有控制冷速在一定范围内,才能获得尺寸细小、弥散分布的M-A岛.      

连续退火温度对高硅双相钢组织及性能影响

 用连续退火模拟试验机,在实验室试制了冷轧高硅DP590,并通过扫描电镜、EBSD、透射电镜和力学性能测试研究了不同退火温度（735~835℃）对其组织和力学性能的影响。结果表明：退火温度对高硅双相钢强度和塑性有重要的影响,当退火温度为785℃时,材料获得良好的综合力学性能。不同温度退火后得到的组织均为铁素体和均匀分布在其晶界上的岛状马氏体;利用EBSD技术清晰地观察到离散分布于铁素体和马氏体晶界处的残余奥氏体。运用透射电镜观察到马氏体周围的位错线及位错团,这是双相钢连续屈服特性的重要保障。     

低碳马氏体钢的微观组织及其对强度的影响

利用光学显微镜、扫描电镜、背散射电子衍射(EBSD)以及透射电镜对17CrNiMo6钢经淬火和低温回火后的马氏体组织进行了定量分析,并且研究了其对强度的影响.结果表明:17CrNiMo6钢Packet(板条束)尺寸和Block(相似取向的板条束)宽度随原奥氏体晶粒尺寸的减小而减小,而Lath(板条)宽度在0.3μm左右,对原奥氏体晶粒尺寸变化不敏感.17CrNiMo6钢板条马氏体的屈服强度与原奥氏体晶粒尺寸、Packet尺寸以及Block宽度都符合Hall-Petch关系,而Block宽度是对强度起作用的组织控制因素.     

奥氏体变形及冷却速率对低碳贝氏体组织中大角晶界分布的影响

使用电子背散射衍射技术研究了低C高Mn高Nb成分设计下,非再结晶奥氏体变形及加速冷却速率对低碳贝氏体组织取向差特征和大角晶界分布的影响.结果表明,与原奥氏体晶粒内部的相变组织相比,原奥氏体晶界附近具有更高的大角晶界密度,非再结晶区奥氏体变形及快速冷却都有利于提高共格相变的驱动力、弱化变体选择以及有效增加大角晶界密度.此外,非再结晶区的大变形除了可充分压扁奥氏体晶粒和增加单位面积的奥氏体晶界密度外,还导致奥氏体晶界上细小的非共格转变铁素体晶粒生成,且这些铁素体晶粒与相邻组织表现出大取向差.      

形变强化和逆相变细晶强化对Fe-18Cr-8Ni钢组织和性能的影响北大核心CSCD

奥氏体不锈钢较低的屈服强度限制了它在结构件中的使用。采用形变和相逆转变方法分别制备出了高屈服强度的奥氏体不锈钢。利用X射线衍射仪、光学显微镜、扫描电子显微镜、透射电子显微镜、电子背散射衍射技术和万能试验机分别对奥氏体钢进行组织表征和力学性能测试,结果表明粗大的奥氏体晶粒在形变过程中形成位错、剪切带、应变诱导马氏体等组织,相逆转变方法获得了超细的无缺陷等轴奥氏体晶粒。形变强化和细晶强化均能明显提高奥氏体不锈钢屈服强度(280 MPa提升至550 MPa)的同时保持较好的塑性(伸长率46%和55%)。     

Study of the ferrite grain coarsening behind the transformation front by electron backscattered diffraction techniques

The degree of ferrite grain refinement that can be reached in low-carbon microalloyed steels by thermomechanical processing is limited, to a certain extent, by the grain coarsening which can take place behind the transformation front. The coarsening of ferrite grains is the result of two different mechanisms: elimination of ferrite grains produced by normal grain growth after full impingement on the austenite grain boundary plane and/or coalescence between different ferrite grains with close orientation formed from the same crystallographic variant. The lack of experimental data to support either process is due to the experimental difficulties encountered when analyzing the phenomenon. Some transmission electron microscope (TEM) observations reveal that the ferrite grains formed along a prior grain boundary in deformed austenite are separated by a mixture of low and high angle grain boundaries upon impingement. In the present work, the electron backscattered diffraction (EBSD) technique has been applied to investigate the microstructural evolution during transformation, with special emphasis placed on the α-α grain boundary character as a means of investigating the contribution of coalescence/grain growth to coarsening.     

不同冲击性能低温容器用9Ni钢的微观研究

对冲击性能不同的9Ni钢试样从微观方面进行了比对分析,用扫描电子显微镜、金相显微镜、电子探针和扫描电镜电子背散射衍射(EBSD)进行组织、非金属夹杂物、奥氏体晶粒、低倍枝晶和残余奥氏体量的观察研究。研究结果表明:冲击功值低的试样断口呈脆性解理断裂,低倍枝晶形貌图显示柱状晶发达,奥氏体晶粒粗大且不均匀;而冲击功值高的试样断口呈韧性断裂,各晶区可明显区分,奥氏体晶粒细且均匀。两组试样的夹杂物评级没有明显差异,说明两组试样的冲击性能差异是由于不恰当的连铸工艺使得柱状晶过于发达,铸态枝晶间形成富镍的偏析带,镍的偏析带在随后的热加工中不能被完全消除而遗传下来,造成了钢板镍元素的微观偏析,引起了组织不均匀,并降低了9Ni钢的冲击性能。     

Warm Deformation Microstructure of a Plain Carbon Steel

 Grain refinement in a plain carbon steel under intercritical warm deformation was studied by torsion testing. Based on the experimental results, the warm flow behaviour and microstructural evolution of ferrite were researched with particular emphasis on the effect of the strain rate in controlling the grain refinement mechanism of ferrite. The deformed microstructures were investigated at various strain rates using optical microscopy and electron back-scattered diffraction (EBSD). The EBSD observations indicate that an increase in the strain rate leads to the development of new fine ferrite grains with high angle boundaries. Furthermore, it shows that the annihilation of dislocations occurs more readily at lower strain rate. The elongated ferrite grains continuously dynamically recrystallize to form the equiaxed fine ferrite grains. Thereby, the aspect ratio of elongated grains decreases with increasing the strain rate. Furthermore, the peak stress and steady state stress of ferrite both increase with increasing strain rate. Based on the study, the effect of strain rate on the development of fine ferrite grains during continuous dynamic recrystallization of ferrite was analyzed in detail.     

Crystallographic features of theγ-to-α transformation in a Nb-added transformation-induced plasticity steel

A Nb-bearing transformation-induced plasticity (TRIP) steel was control rolled and a certain amount of austenite was retained through appropriate heat treatment. Electron backscatter diffraction (EBSD) measurements were conducted on specimens deformed to various reductions, and the orientations of theα grains formed within individual prior-austenite grains were compared to those expected from the common correspondence relationships. While most of the bainite orientations cluster around the Bain circles formed by these relations, the polygonal (allotriomorphic) ferrite formed at the austenite grain boundaries does not obey any of these relations with respect to the neighboring austenite orientations. Grain-scale variant selection was observed in both the deformed and undeformed austenite grains. The crystallographic features of the deformation-induced ferrite transformation are also discussed.     

铁素体晶界结构对管线钢HIC敏感性的影响

摘要：铁素体作为酸性环境用管线钢的主要组织类型之一,探究其晶界结构与管线钢氢致开裂（HIC）敏感性之间关系,可为进一步优化管线钢的抗HIC性能提供指导。对热轧态管线钢进行不同工艺热处理,采用扫描电子显微镜（SEM）、电子背散射衍射（EBSD）、透射电子显微镜（TEM）观察了试样的晶界、位错结构及氢鼓泡、氢致裂纹形貌,用电化学充氢及动态充氢方法对试样的HIC敏感性及氢致塑性损失进行了测试,用电化学氢渗透及氢微印实验对试样的氢捕获效率及氢原子分布进行了观察与分析,探索了铁素体晶界结构与HIC敏感性之间内在关联。其结果表明：当材料中以小角度晶界占主导或大小角度晶界比例约为1∶1时,对氢原子的捕获效率较高,HIC敏感性也相对较大;大小角度晶界均能捕获氢原子,但与氢的作用机制不同,大角度晶界主要促进氢致裂纹萌生,而小角度晶界主要促进氢致裂纹扩展。