奧氏體化溫度對(duì)貝氏體鋼等溫轉(zhuǎn)變及力學(xué)性能的影響

王云龍， 余 偉， 張 昳， 史佳新， 李明輝

(北京科技大學(xué) 工程技術(shù)研究院， 北京 100083)

貝氏體鋼因其高強(qiáng)度和高斷裂韌性而受到廣泛關(guān)注。快速制備具有貝氏體組織的大塊鋼一直是研究的重點(diǎn)和難點(diǎn)。影響貝氏體轉(zhuǎn)變動(dòng)力學(xué)的因素有很多，包括化學(xué)成分、相變溫度、應(yīng)力以及奧氏體變形、奧氏體化溫度等[1-7]。合金元素如Cr、Ni、Si、Mn、Mo、Al等都能降低貝氏體轉(zhuǎn)變的起始溫度，Co、Al可加速貝氏體相變，Ni原子因?qū)θ苜|(zhì)的拖曳效應(yīng)而起到抑制貝氏體相變的作用[8-9]。Girault等[10]認(rèn)為貝氏體相變動(dòng)力學(xué)取決于相變溫度。轉(zhuǎn)變溫度越低，過(guò)冷度越大，驅(qū)動(dòng)力較大，但溫度越低，碳的擴(kuò)散就越困難，即貝氏體相變動(dòng)力學(xué)曲線(xiàn)呈S型[11]。Hase等[12]的研究表明在貝氏體相變時(shí)施加200 MPa壓應(yīng)力會(huì)導(dǎo)致Bs點(diǎn)升高并使相變加速，但相變后貝氏體板條束相對(duì)增厚。Shipway等[13]通過(guò)在貝氏體轉(zhuǎn)變前施加20～80 MPa的小應(yīng)力3～5 s來(lái)加速貝氏體相變。奧氏體晶界是相變形核的位置之一，奧氏體化溫度對(duì)母相奧氏體的晶粒大小、組織結(jié)構(gòu)、奧氏體中合金元素分布均勻性等產(chǎn)生重要影響，直接影響到過(guò)冷奧氏體相變動(dòng)力及相變組織。奧氏體化溫度對(duì)貝氏體轉(zhuǎn)變的影響存在一些爭(zhēng)議，Lan等[14]認(rèn)為奧氏體晶粒尺寸降低則貝氏體相變速率升高，然而Lee和Park等[15]認(rèn)為細(xì)的奧氏體晶粒結(jié)構(gòu)會(huì)阻礙貝氏體的長(zhǎng)大。因此，針對(duì)含Co、Al的中碳硅錳貝氏體鋼，探索奧氏體晶粒尺寸對(duì)相變速率和組織性能的影響規(guī)律，可為研究與開(kāi)發(fā)制備納米貝氏體鋼及其熱處理工藝提供一定的理論指導(dǎo)和參考。……