稀土贝氏体钢贝氏体铁素体-奥氏体原子像

钢中加入微量Ｒｅ ,首先可细化奥氏体晶粒 ,细化显微组织 ;其次 ,有净化、变质作用 ,减少有害气体杂质 ,改善钢的组织性能[1] 。文献[2 ,3 ] 对贝氏体铁素体精细结构进行了仔细的观察 ,但多数涉及它的形貌和表面浮凸。关于贝氏体铁素体与奥氏体的取向关系 ,早期Ｓｍｉｔｈ和Ｍｅｈｌ[4] 提出 :钢中上贝氏体铁素体与奥氏体的取向关系符合Ｎ Ｗ关系 ,即 (111) γ ∥ (0 11) α,[110 ]γ∥[10 0 α]。在下贝氏体中则有Ｋ Ｓ关系 ,即 (111) γ ∥(110 ) α,[110 ]γ∥ [111]α。本文研究了有无稀土元素贝氏体钢的强度和韧性以及通过ＴＥＭ和ＨＲ…     

贝氏体组织及其精细结构

研究用钢的室温组织为贝氏体、马氏体、少量残余奥氏体。透射电镜分析表明，贝氏体铁素体内有不同形貌、尺度的残余奥氏体膜存在，它们把贝氏体铁素体分割或包围为不同层次结构单元，以残余奥氏体膜为分界面确定了贝氏体铁素体不同层次的精细结构单元及尺度。贝氏体铁素体条束由亚片条、亚单元和基本单元(或称之为超亚单元)组成。常见的亚片条、亚单元和基本单元尺度分别在25～80nm、25～80nm、5．0～30nm范围内不等。     

Fe-C-Mn-Si钢中贝氏体组织及其精细结构

研究了Fe C Mn Si钢的组织及其精细结构 .透射电镜观察发现 ,贝氏体铁素体内存在不同形貌、尺寸的残余奥氏体膜 ,它们把贝氏体铁素体分割或包围为不同层次结构单元 ,以残余奥氏体膜为分界面确定了贝氏体铁素体不同层次的精细结构单元及尺寸 .贝氏体铁素体条束由亚片条、亚单元和超亚单元组成 ,其尺寸分别为 2 5～ 80nm ,2 5～ 80nm ,5 .0～ 30nm .     

贝氏体铁素体高分辨像

用TEM和HRTEM观察分析了贝氏体钢中贝氏体铁素体组织的精细结构和高分辨像。确定了多元微合金空冷贝氏体钢中贝氏体铁素体组织为细小弥散分布,且形状多样。其超亚单元尺度仅几个纳米。贝氏体铁素体条束由多个亚片条组成。HRTEM像显示最小亚片条宽度仅几个纳米,多个亚片条宽度平均值约为7.0 nm。观察结果显示,贝氏体铁素体亚片条间呈现小角度晶界排列,两亚片条间的界面并不光滑,存在台阶,其高度仅几个纳米,亚片条间界面有断续排列的原子无序区,宽度1~2 nm,长度2~3 nm。贝氏体铁素体α与残余奥氏体γ'HRTEM像显示,两者存在K-S取向关系。FFT图像变换显示出的原子图像更为清晰。α区有刃型位错存在,α/γ'界面有几个至十几个无序区原子层,尺寸为2~3 nm,在γ'区也发现有原子排列不规则区。     

贝氏体铁素体和残余奥氏体取向关系

 用分析电镜和高分辨电镜确定了贝氏体钢中贝氏体铁素体和残余奥氏体之间存在3种取向关系。其中一种为K-S关系,即［110］γ′//［111］α,（111）γ′//（110）α;一种为N-W取向关系,即［110］γ′//［001］α,（111）γ′//（110）α;还有一种为G-T关系,即［112］γ′//［110］α,（111）γ′//(110)α。高分辨像显示,贝氏体铁素体-奥氏体相界面不平直,α和γ′两相内有系列刃型位错和结构小台阶,两相界面未显示出连续的严格共格关系。     

一种贝氏体钢的性能及其界面结构原子像

研究了RE元素对一种贝氏体钢的强度和韧度的影响，结果表明，含微量RE比无RE的同一种贝氏体钢冲击韧度αk值提高1倍以上，抗拉强度也略有增加；上贝氏体铁素体－奥氏体之间的取向同时存在K－S和N－W关系和单独存在K－S关系。贝氏体铁素体－奥氏体高分辨像显示，两相界面不平直，α和γ两相内有系列刃型位错和结构小台阶，两相界面未显示出连续的严格共格关系。贝氏体铁素体亚片条宽度多为5.0-10nm范围。同时讨论了贝氏体铁素体－奥氏体间取向关系和RE元素提高强韧度的机制。     

贝氏体钢中贝氏体铁素体精细孪晶

用高分辨透射电子显微镜观察分析了贝氏体钢贝氏体铁素体的精细结构及其尺寸。观测指出，贝氏体铁素体的组织结构可分为三个层次：贝氏体条束或贝氏体片、亚片条和最小基本单元，或者分为四个层次：贝氏体条束或贝氏体片、亚片条、亚单元和最小基本单元。贝氏体铁素体条束由细小亚片条组成，这些亚片条多数是精细孪晶片条，它们宽度 为5．0－40nm。细小亚片条间存在孪晶取向关系。多数细小亚片条由大约5．0－25nm尺寸的基本单元组成。     

贝氏体铁素体精细结构孪晶及纳米结构

用高分辨电子显微镜观察分析贝氏体钢贝氏体铁素体精细结构及其尺寸的结果表明 ,上贝氏体铁素体亚片条间存在孪晶取向关系 ;下贝氏体铁素体内有孪晶 ;贝氏体铁素体条束由细小的亚片条组成 ,这些亚片条多数是精细孪晶细小片条。高分辨电镜 (HREM)准确地确定细小孪晶片条宽度在 2～ 30nm范围内。文中讨论了贝氏体铁素体精细孪晶形成机制     

贝氏体铁素体内的精细孪晶

用分析电镜和高分辨电子显微镜观察分析了贝氏体钢中贝氏体铁素体精细结构及其尺寸,研究了铸造状态贝氏体钢经正火的连续冷却和锻造后空冷且等温转变后贝氏体铁素体亚片条间的晶体结构。结果表明,贝氏体铁素体亚片条间存在明显的孪晶关系。贝素体铁素体孪晶亚片条宽度在2~30nm范围内,最小的孪晶亚片条仅2~5nm。孪晶片条间的孪晶界面并非是平直的孪生面(11 2),而是由一段段以孪生面(11 2)为平台的台阶组成。     

一种高强韧性钢的纳米结构及其性能

以Cr—Mn—Si为主,添加其它微量元素和稀土元素,研制了一种新型的中碳低合金耐磨钢。试验结果表明,这种新型的低合金高强韧性耐磨钢,其铸态和锻态试样经淬火回火处理后均可得到回火马氏体及少量贝氏体、残留奥氏体及碳化物组织。铸态淬火回火处理的U型缺口试样的冲击韧度αk=37～55J／cm^2,无缺口试样的冲击韧度αk=210～300J／cm^2,其硬度为53～56HRC;锻后淬火回火处理的u型缺口试样的冲击韧度αk=48～70J／cm^2,其硬度为52～54HRC,抗拉强度叽=1850～2000MPa。采用高分辨电镜,对研制钢的纳米结构原子像进行了观察,确定了贝氏体铁素体亚片条的尺寸。