粒状组织的相变残余应力

在假设马氏体岛形态和分布的基础上,采用有限元法计算了粒状组织形成过程中的相变残余应力,并讨论了相变残余应力对宏观变形行为的影响.结果表明:粒状组织形成过程中,奥氏体转变为马氏体后将在铁索体基体中产生静水张应力,而马氏体岛承受压应力作用;残余应力随马氏体体积分数和铁素体基体强度的增加而增大,存在临界马氏体体积分数,此时铁素体完全屈服;残余应力是导致空冷粒状组织钢出现连续屈服现象的原因之一,但对屈服强度的影响较小.     

FATIGUE BEHAVIOUR OF GRANULAR BAINITE STRUCTURE

The strain fatigue,impact fatigue and rotation beam fatigue behaviour of granular bainiticstructure has been studied.The results show that the strain fatigue properties and the impactfatigue properties of granular bainite are superior to that of tempered martensite under thecondition that the ultimate tensile strength is equal.The impact.fatigue life increases with in-creasing amount of granular bainite,because the M-A islands might retard the propagationof fatigue crack.The rotation beam fatigue properties of granular hainite are similar to thatof tempered martensite.The relationship between.fatigue limit S_f,yield strength σ_y and frac-ture strength S_k may be expressed asS_f=4.651+0.1411(σ_y+S_k)     

粒状贝氏体组织的疲劳性能

本文研究了粒状贝氏体组织的低周疲劳性能、冲击疲劳性能及旋转弯曲疲劳性能.结果表明:在等抗拉强度下,粒状贝氏体的低周疲劳性能与冲击疲劳性能均优于回火马氏体组织.且随粒状贝氏体含量增加,冲击疲劳寿命相应提高.粒状贝氏体中的(M-A)岛对疲劳裂纹扩展有阻碍作用,对提高疲劳寿命有利.在等强度下,粒状贝氏体的旋转弯曲疲劳性能和回火马氏体组织相当,疲劳极限(Sf)与屈服强度(σy)和断裂强度(S_K)的关系为: S_f=4.651+0.1411(σ_y+S_K)     

PHASE AND STRUCTURE TRANSFORMATION OF BAINITE IN 3Cr3Mo3VNb STEEL DURING TEMPERING

本文研究了3Cr3Mo3VNb钢等温淬火后贝氏体回火时的相及组织转变规律。实验结果表明,贝氏体的二次硬化机制和马氏体一样,主要是由Mo_2C,V_4C_3,NbC等细小弥散的合金碳化物析出造成的。回火时,贝氏体中粗大的渗碳体溶解较慢,减慢了合金碳化物的析出速率。贝氏体中的残余奥氏体分解和转变的行为与马氏体中的不同。贝氏体中位错密度较低,不利于合金碳化物的聚集粗化。以上诸因素的共同作用,使贝氏体具有比直接淬火所获得的马氏体更高的二次硬化效应、热强性和组织稳定性。     

粒状贝氏体的形变与断裂特征

研究了粒状贝氏体组织的形变历史、断裂过程与组织内部应力分布关系,结果表明粒状贝氏体组织的主要断裂机制为微孔洞形成、长大和连接,尽管早期的变形历史中就产生了微裂纹,但在随后的形变过程中,由于组织变形微裂纹沿拉伸方向排列,使其不可能成为重要的断裂方式,粒状贝氏体组织在形变过程中应变硬化速率存在一个极小值,在此前后的变形历史和断裂过程中,材料内部的应力分布和微观断裂机制不同。     

DEFORMATION AND MICROFRACTURE OF GRANULAR BAINITE

Relationship among deformation history,fracture process and stress distribution of granularbainite has been investigated.The main process of fracture of granular bainite is the forma-tion.growth and coalescence of the microvoids.Even though the microcracks have formed atthe earlier stage of deformation,they are not fateful for fracture because in the successivedeformation stage the microcracks change their orientation toward the tensile axis.Thestrain hardening rate of granular bainite has a minimal value during the deformation process.Before and after the strain of the minimal value,the material shows different stress distribu-tion and microfracture mechanism.     

Si和Mn对钢中贝氏体形态和转变动力学的影响

分析了六种Fe-C-Si、Fe-C-Mn及Fe-C-Si-Mn合金的贝氏体(α_b)形态和微观亚结构,结果表明α_b的形态与Si,Mn类拖曳作用有密切关系,由计算得出的相变体积自由能差△G_v可粗略地估算出贝氏体相变的理论孕育时间τ,与TTT曲线上实测孕育时间比较,表明Fe-C-Mn及FE—C—Si—Mn的τ值基本上不取决于△G_v。的大小,用SIMS+EDS与二次离子谱仪(SIMS)测出F-C-Si-Mn中Mn在原奥氏体晶界上偏聚,从而抑制了β_b在该处形核,本文还讨论了Si,Mn共存时对相变动力学的复合作用。     

55SiMnMo钢的上贝氏体回火转变

本文通过光学显微镜、X射线衍射、透射电子显微镜和示差扫描热分析等方法,研究了55SiMnMo钢正火状态的回火转变。结果表明:在正火状态的上贝氏体中,铁素体片的平面平行于铁素体{110}_α,同时又是铁素体与奥氏体的共格界面,而且(110)_α//(111)_γ.350℃,1h和400℃,0.5h回火后,渗碳体片状生长,Fe_3C片平面平行于(100)。正火状态的富碳奥氏体的强化主要属于均匀固溶强化,而回火状态的奥氏体强化主要属于非均匀固溶强化。     

Cu-W薄膜表面形貌各向异性与相结构

提出了一种基于离散小波变换和分形几何概念定量描述薄膜表面形貌各向异性的新方法，并据此研究了磁控溅射Cu—W薄膜表面结构特征随退火温度的演变．结果表明，薄膜表面聚合过程有两个不同阶段：孔洞处形核和颗粒生长；薄膜表面形貌分形维数可很好地描述表面粗化程度．研究发现，表面形貌各向异性变化趋势对相结构变化敏感．指出这种结合小波变换和分形几何概念表征薄膜表面形貌的方法，可以较灵敏地探测到Cu—W薄膜表面结构各向异性变化．     

贝氏体与马氏体相变及应用的研究

系统总结了清华大学相变及复相新材料研究组近年来在贝氏体相变领域关键性的最新研究成果，包括三维巨型及纳米台阶存在的客观性和普遍性，台阶阶面的可动性，贝氏体条的内部超精细结构，贝氏体浮突的特征及本质，贝氏体碳化物的来源及形成模型，马氏体浮突的扫描隧道显镜及原子力显微镜研究。     

贝氏体和马氏体相变及应用的研究

系统总结了清华大学相变及复相新材料研究组近年来在贝氏体相变领域关键性的最新研究成果，包括三维巨型及纳米台阶存在的客观性和普遍性、台阶阶面的可动性、贝氏体片条的内部超精细结构、贝氏体浮突的特征及本质、贝氏体碳化物的来源及形成模型、马氏体浮突的扫描隧道显微镜（ＳＴＭ）及原子力显微镜（ＡＦＭ）研究；进一步论述贝氏体相变的激发形核－台阶长大（ＳＮＬＧ）机制，并用ＳＮＬＧ机制解释了贝氏体的多层次复杂亚结构；同时，还论述了空冷贝氏体／马氏体复相钢的工业应用。     

贝氏体三维形态及组织演化

在扫描电子显微镜（ＳＥＭ）较高分辨率条件下,用双磨面方法研究了贝氏体亚结构的三维（３－Ｄ）形态,发现上贝氏体及其亚片条的三维形态呈板条状。下贝氏体及其亚片条的三维形态呈片状,下贝氏体亚单元为块状。上,下贝氏体之间在三维形态上无明显界限。在存在过渡型的中间态贝氏体,其形态介于上、下贝氏体之间,这说明上、下贝氏体在本质上是统一的。用激发形核－台阶长大理论分析了上、下贝氏体组织形态演化机理,并提出演化过     

锰硅系贝氏体／马氏体复相钢中贝氏体精细结构的研究

利用原子力显微镜（AFM）、扫描隧道显微镜（STM）、透射电子显微镜（TEM）、光学显微镜（OM）等分析手段对锰硅系贝氏体／马氏体复相钢中贝氏体的结构进行了研究。观察到氏碳锰硅钢中的贝氏体组织由亚片条、亚单元组成,利用原子力显微镜（AFM）及透射电子显微镜（TEM）在贝氏体单元中发现有以残余奥氏体膜为分界面的精细结构的存在。观测结果可用贝氏体相变的激发形核－台阶长大机制做合理解释,为锰硅系贝氏体／马氏体复相钢的合金组织设计、组织结构和性能关系的研究提提供了实验依据。     

溅射NiCrAlY涂层氧化过程Al2O3膜结构与形貌的转变

对溅射NiCrAlY涂层进行了900℃，1000℃，1100℃空 气中高温氧化。实验表明，氧化初期生成快速长大的亚稳态θ-Al2O3相，随着氧化时间 延长，θ-Al2O3逐渐转变成α-Al2O3，氧化动力学抛物线常数kp也随之下降 。θ→α-Al2O3相变速度与温度有关，温度越高，相变越快。对涂层进行真空热处理可 促进θ→α-Al2O3转变，使涂层表面快速形成保护性能优异的α-Al2O3。     

低碳Mn-Si钢中粒状组织转变研究

对低碳Mn-Si钢中的粒状组织进行了实验研究,考察了粒状组织中小岛的形状及其分布.结果表明,不含Cr时,空冷后形成了由先共析铁素体基体+岛状物所组成的粒状组织,其中的岛状物形态及分布可以是无规则的,也可以是长条状的小岛沿一定方向分布于基体上.对于这2种形态的粒状组织,尤其是对后者形态的形成和铁素体基体的分析表明,小岛的形状和分布是先共析铁素体形态的反映,条形规则排列的小岛可能受先共析铁素体基体台阶长大机制控制,粒状组织小岛在一定条件下也可能具有方向性.加适量Cr后,连续冷却后的组织中不出现粒状组织.     

Cu－Zn合金中贝氏体及平衡相的加厚和剪切应力场

用高温电镜原位观察了Ｃｕ－Ｚｎ合金中贝氏体及平衡相的加厚过程．贝氏体的加厚具有明显的层错切变性质，经长时间等温后，贝氏体退比为平衡相，其加厚表现出体扩散加厚的特性．动力学计算表明贝氏体与平衡相的加厚均不符合体扩散控制的台阶机制．     

L10相和L12相结构原位转变的微观相场法模拟

以Ni80Al13Cr7合金为研究对象,采用描述单个格点位置原子占位的时间和空间演化为特征的微观相场法,研究了Al和Cr原子在(100)和(200)面上的原子占位变化与时效早期Ni3(Al,Cr)结构演化之间的关系.研究表明,在时效最初阶段,Al和Cr原子在(100)和(200)面上的成分序参数并不发生变化,然而在两面上的长程序参数相等并随时间逐渐增大,以等成分有序化的形式发生第一次原位转变,形成低有序度的L10结构预析出相.当有序度增大到一定值时,Al和Cr原子的成分序参数和长程序参数在(100)面上迅速增大,而在(200)面上则迅速降低,相结构发生第二次原位转变,L10结构逐渐向L12结构转化.     

Fe－C合金贝氏体铁素体的相变基元与类马氏体形貌贝氏体的形成

本文从多方面研究观察再次证实贝氏体铁素体相变基元的存在，相变基元为切变相变基元，并提出其形态示意图。在Ｆｅ－Ｃ合金中，本文观察到正三角型、交叉型、“Ｎ”型和蝴蝶型类马氏体形貌贝氏体。在交叉型贝氏体中，发现基元相对滑移的、相互脱节的、形成“束腰”的和互换生长取向的交叉型贝氏体，交叉效应直接体现于相变基元的活动行为，相应提出其活动行为示意图。导致交叉的应力场是切变相变剪切应力集中应力场，贝氏体交叉的形成是切变应力－应变诱发贝氏体转变的结果。在应变诱发贝氏体转变时，相变驱动力的补偿与奥氏体所发生的真实应变的平方成正比，两贝氏体铁素体碰撞非常猛烈，承认其形成方式为切变型可得到说明。     

RESEARCH ON TRANSFORMATION OF GRANULAR STRUCTURE IN LOW CARBON Mn–Si STEEL

对低碳Mn--Si钢中的粒状组织进行了实验研究, 考察了粒状组织中小岛的形状及其分布. 结果表明, 不含Cr时, 空冷后形成了由先共析铁素体基体+岛状物所组成的粒状组织,其中的岛状物形态及分布可以是无规则的, 也可以是长条状的小岛沿一定方向分布于基体上. 对于这2种形态的粒状组织, 尤其是对后者形态的形成和铁素体基体的分析表明, 小岛的形状和分布是先共析铁素体形态的反映, 条形规则排列的小岛可能受先共析铁素体基体台阶长大机制控制, 粒状组织小岛在一定条件下也可能具有方向性. 加适量Cr后, 连续冷却后的组织中不出现粒状组织.     

CARBIDE PRECIPITATION AND BAINITE TRANSFORMATION IN Fe-C-Si ALLOY

ＣＡＲＢＩＤＥＰＲＥＣＩＰＩＴＡＴＩＯＮＡＮＤＢＡＩＮＩＴＥＴＲＡＮＳＦＯＲＭＡＴＩＯＮＩＮＦｅ－Ｃ－ＳｉＡＬＬＯＹ￥Ｒ．Ｌ．Ｚｕｏ;Ｌ．ＦａｎｇａｎｄＰ．Ｄ．Ｄｉｎｇ（ＤｅｐａｒｔｍｅｎｔｏｆＭｅｔａｌｌｕｒｇｙａｎｄＭａｔｅｒｉａｌｓＥｎｇｉｎｅ...