硼在奥氏体晶界的两种偏聚形式

用PTA方法研究了Fe-30％Ni合金中硼在晶界的偏聚行为。实验表明在550-1200℃保温后用不同方式冷却的试样中存在平衡与非平衡两类硼偏聚,它们各自的形成机制不同,试验条件对它们的影响不同。平衡偏聚在保温时形成,在低温区淬火时起主要作用。在高温加热后,用通常冷却速度淬火时,晶界偏聚主要来源于冷却过程中产生的非平衡偏聚,实际瘁火试样中观察到的硼偏聚是这两类偏聚的叠加。试验指出,Fe-30％Ni合金中偏聚方式有一个转折温度区,这温度受冷却速度影响,在通常冷却速度下,这个转折温度在650～750℃之间。     

硼在渗层中的行为与渗层淬透性

含硼钢化学热处理时,由于C、N、B之间的相互作用,B在整个渗层范围内发生明显的再分布在渗碳层中主要表现为表层B的富集和次表层B的贫化;在碳氮共渗层中则主要表现为表层和次表层内有大量BN形成以及在很宽的范围内固溶硼量很低 B的这种再分布对渗层材料的淬透性带来显著影响。在渗碳层中,除了要考虑C本身的作用和C对B效应的影响外,还要考虑次表层B贫化的影响。在碳氮共渗层中,大量BN的形成对渗透性有显著的不利影响,固溶硼贫化的作用也表现得更为突出。     

硼向奥氏体晶界的非平衡偏聚

采用高分辨率的径迹显微照相技术,研究了淬火硼钢中硼向奥氏体晶界偏聚的规律,定量地测定出跨过奥氏体晶界的硼的成分剖面图以及非平衡晶界偏聚的特征参量(晶界贫硼区宽度、晶界富集程度和富集带宽度)。试验表明,这种偏聚具有如下特征: 在偏聚晶界的二侧存在有一定宽度的贫硼区,晶界偏聚的硼,是在冷却过程中由该区富集而来;这种偏聚对冷却速度很敏感,急速冷却可加以抑制,随冷却速度降低,晶界偏聚由连续的偏聚带,逐步发展为不连续的聚集直至明显的硼相析出,贫硼区宽度与冷却速度的平方根成反比;它的温度关系与平衡晶界偏聚的予吉相反,随淬火温度升高,晶界偏聚程度与贫硼区宽度增加。 试验论证了,淬火硼钢中硼向奥氏体晶界的偏聚,与平衡晶界偏聚有明显区别,它是在冷却过程中发生的一种非平衡的晶界偏聚。     

硼钢碳氮共渗黑色组织的研究

硼钢碳氮共渗工艺控制不当时,容易在共渗层中出现表层和过渡区两类非马氏体黑色组织,它们的出现是渗层相应部位上淬透性不足的表现。这两类黑色组织产生的原因不同,因而工艺因素的影响也不尽相同。前者主要是由于合金元素的内氧化以及碳、氮化合物形成所引起的;后者是由于硼在渗层中发生了再分布以及硼的存在状态发生明显变化所引起的。 综合考虑避免硼钢碳氮共渗层的两类黑色组织,较合理的工艺是:采用较高的共渗温度,后期通氨,共渗期油量高些、氨量低些,渗后尽快冷却。     

稀土在低硫16Mn钢中的作用

长条状的MnS夹杂对钢的横向韧塑性极为不利。喷吹Si—Ca或加入RE,通过脱硫和变质硫化物的作用,都可显著地消除其危害。喷吹Si—Ca变质硫化物的程度与钢中Ca/S有关。喷吹Si—Ca后加入少量RE,有利于控制MnS完全变质,此时钢中所需的RE/S可明显低于3。在大幅度脱硫的基础上加入少量RE,是使钢材韧塑性获得稳定大幅度提高的一条有效途径。     

Mn-Mo-B-RE系低合金铸钢中硼的行为

研究了Mn-Mo-B-RE系低合金铸钢中硼的偏析以及在均匀化、正火、调质热处理过程中硼分布的变化;研究了含硼量、稀土元素加入以及钢中钼等合金元素对硼分布的影响。 硼在铸钢中有明显的偏析倾向,并随含硼量的增加而加剧;经通常的均匀化处理后,铸钢中硼分布的均匀性受钼偏析的强烈影响。在特定的条件下,会产生沿奥氏体一定结晶学平面的硼相析出,或沿晶界形成粗大连续网状的硼相,导致脆断。试验还显示稀土元素有保护硼的良好作用。     

硼钢淬透性与硼偏聚

用改进的径迹显微照相技术研究了50B钢800—1150℃顶端淬火试样中硼的分布状态及其变化规律与硼钢淬透性的关系。试验表明,硼钢淬透性的变化与冷却时硼向奥氏体晶界偏聚的发展速度密切相关。晶界硼偏聚来自二侧贫硼区,利用成分剖面图技术可定量测定这种偏聚的发展速度。 晶界硼偏聚发展过快与过慢均对发挥硼效应不利。试验表明,只有当晶界硼偏聚的发展速度与基体成分相变孕育期能较好配合时,硼的效应最大。利用这种观点可正确说明硼钢淬透性的变化特征及认识与分析影响硼钢淬透性的各种因素。     

等温过程中奥氏体晶界硼偏聚的非平衡特征

低碳Mn—Mo钢及Fe—Ni合金中硼的非平衡偏聚是一种动力学现象。在一定条件下进行等温处理时,晶界上会出现比平衡偏聚高很多倍的非平衡硼偏聚,但是随保温时间延长,过量偏聚消失。这种偏聚量随等温时间出现峰值变化的现象是这类偏聚非平衡性的重要标志。 在不同温度等温时,硼偏聚量随时间变化曲线呈三种形式,其特征分别是出现峰值后偏聚逐步消失,部分消失和不消失,各种类型温度区间的划分主要取决于非平衡偏聚发生,发展过程与等温时含硼相析出过程的相互关系。     

国际低合金高强度钢发展动向——1984年8月卧龙岗国际低合金高强度钢会议简介

前言 随着低合金高强度钢的生产、应用和研究的迅速发展,近十年来国际上多次召开了以低合金高强度钢为主题的国际会议。最近的一次于1984年8月20到24日在澳大利亚的卧龙岗(Wollongong)召开。参加会议的代表共124人,除澳大利亚(77人)外,有日本、新西兰、印度、中国、英国、加拿大、法国、南非、意大利、瑞典、巴西和南朝鲜等共计14个国家。     

硼向奥氏体晶界非平衡偏聚的机制

业已证实,淬火硼钢中硼向奥氏体晶界的偏聚,是在冷却过程中发生的一种非平衡的晶界偏聚。本文通过解变温扩散方程,导出了非平衡晶界偏聚的理论公式,建立了晶界贫硼区宽度与淬火加热温度、冷却速度以及非平衡晶界偏聚扩散激活能与扩散常数之间的关系。理论予言与实验结果很好地吻合。 根据实验结果和理论分析,提出这种非平衡晶界偏聚的机制,是在冷却过程中,过饱和空位或双空位带着硼原子向晶界(空位阱)迁移的结果。 基于这种非平衡晶界偏聚的新概念,可以较完满地说明影响硼钢淬透性的众多复杂因素。