形变诱导铁素体相变技术

叙述了形变诱导相变的定义和基本特征,介绍了形变诱导超细晶的机械性能、形变诱导铁素体相变原理,以及该技术在低碳钢板材轧制工艺中的应用前景.     

20CrMnTi形变诱导铁素体相变研究

利用形变诱导铁素体相变可以获得超细晶粒,从而具有优良的性能.本文研究了以低合金钢20CrMnTi为材料,快速获得形变诱导铁素体相变的工艺,通过控制压缩比为3.0左右,控制弛豫时间限制为40s,流动水中冷却可以得到均匀细小的铁素体组织,晶粒度大小在5um左右.     

SPHC钢应变诱导相变细化铁素体晶粒

以SPHC钢为对象,在Gleeble-1500型热模拟机上进行单道次热压缩试验,通过分析变形后的应力与应变曲线及变形过程中的金相组织变化,研究应变诱导相变的基本规律及铁素体晶粒细化效果.结果表明:在750~830℃的变形中存在应变诱导铁素体相变,并获得超细晶铁素体晶粒尺寸为1.6~4.6μm;降低变形温度将增加相变所需化学驱动力,促进应变诱导铁素体相变的发生,从而细化铁素体晶粒;在一定的应变条件下,应变诱导相变获得的铁素体晶粒尺寸和体积分数均随应变速率的增加而减少.     

低碳钢形变诱导相变组织在冷却过程中的晶粒长大

通过热模拟实验考察了低碳钢在略高于Ar3温度变形时发生形变诱导铁素体相变(DIFT)的组织演变规律;探讨了变形后连续冷却以及在不同温度下保温对DIFT组织的影响·结果表明,DIFT组织含量随变形量的增大而增多,但在较大的变形量下仍然有部分奥氏体没有发生DIFT;在随后的冷却过程中,未转变奥氏体通过静态相变形成粗大的铁素体,与形变诱导铁素体组织一起形成混晶组织·DIFT铁素体晶粒在形变后冷却过程中发生长大现象·实验测定和理论计算结果都表明,在连续冷却条件下,形变诱导组织存在晶粒长大终止温度,当温度低于该温度时DIFT晶粒停止长大;在不同温度等温时,也存在DIFT晶粒稳定的温度上限,在低于该温度保...     

低碳钢形变诱导相变过程中的显微组织结构

利用光学显微镜和透射电子显微镜详细研究了在不同应变量下 ,形变诱导铁素体的微观组织结构·结果表明 :形变诱导铁素体的形态与正常退火的相似 ,而尺寸明显细化 ;在应变速率一定的条件下 ,形变诱导铁素体的量增加主要是形变诱导的作用 ,而尺寸的减小主要是再结晶的作用     

低碳钢中超细铁素体的长大倾向

在热模拟单向压缩条件下考察了四个不同C,Mn含量的低碳钢中通过形变强化相变产生的超细铁素体在模拟卷取温度下的长大倾向.结果表明,不同C,Mn含量的四种钢中的超细铁索体在～500℃的保温0～10min过程中都很稳定,没有明显的长大过程,也未明显观察到铁素体的静态再结晶.超细铁素体稳定的主要原因是由于稳定的第二组织(珠光体或渗碳体颗粒)的有效钉扎,它既阻止了铁素体的明显长大,也抑制其静态再结晶的充分进行.但不同C,Mn含量的四种钢中的第二组织有不同的演变规律,保温过程中形变奥氏体内形成离异珠光体并缓慢粗化.另外,利用背散射电子衍射取向成像技术还测定了08钢保温过程中的取向(差)变化.     

形变诱导相变轧制的热力耦合有限元分析

应用热力耦合有限元法分析了带钢热轧过程中温度场和应变场的特点,并设计了一个新的变量,即"累积剪切应变\\",来描述带钢在热轧变形过程剪切变形的特点.发现带钢表层累积剪切应变很大,其值可超过压下量的2倍,带钢心部的累积应变量则很小,这种累积剪切变形量的差异是促成带钢表层和心部显微组织差异的主要因素.由于界面换热系数很大,轧辊的激冷作用可使带钢表层温度大幅度下降,又由于接触时间很短,造成的低温层厚度远小于可能的超细晶粒层厚度.轧辊的激冷不是带钢表层形成超细晶粒的主要原因.     

ZrC/奥氏体相界面形变诱导相变动力学

研究热模拟单向压缩条件下含ZrC粒子的低碳锰(铌)钢在形变诱导相变过程中的铁素体转变动力学关系。研究结果表明:添加ZrC粒子使试验用钢奥氏体晶界的形核率明显增加,影响形变诱导铁素体的形态、分布及晶粒细化效果;高温变形时由于形变诱导的作用,铁素体转变量随应变的增大不断增加,而铁素体晶粒的细化主要是由于动态再结晶的作用,试验用钢在形变诱导相变的变形温度TAe3～TAr3之间的低温区进行变形(TAe3为形变诱导相变的开始温度,TAr3为形变诱导相变的终止温度),可以加速铁素体形核;同时,一定粒径和体积分数(0.6%)的ZrC粒子作为形变和再结晶核心,不仅阻碍位错的运动,而且造成位错密度增大,因而提高α-Fe形核率。在温度为900℃、应变速率为1s-1的条件下,试验用钢获得超细组织对应的ZrC粒子临界体积分数为0.6%。     

变形、冷却条件下低碳钢铁素体相变的元胞自动机模型

建立了一个二维元胞自动机模型,模拟了低碳钢在形变与快冷作用下铁素体最终微观结构,讨论了不同初始奥氏体γ晶粒尺寸对于奥氏体γ→铁素体α相变后微结构的影响·分析了模拟结果与实验存在一定偏差的原因·模拟结果表明,形变前的奥氏体晶粒尺寸粗大,相变后铁素体转变不完全,铁素体晶粒粗大且不均匀;形变前的奥氏体晶粒细小,相变后铁素体转变较为完全,铁素体晶粒细小·     

不同形变速率条件下低碳钢过冷奥氏体形变过程铁素体超细化

研究了低碳钢过冷奥氏体在760℃,形变速率为1 s-1和10 s-1变形时组织演变规律.结果表明,形变速率为1 s-1时真应力-应变曲线双峰特征为形变强化相变和铁素体动态再结晶的表征,相变形核集中在铁素体/奥氏体相界前沿奥氏体高畸变区,晶粒长大在时间和空间上受到限制,细化能力较高;形变速率提高到10 s-1时,相变动力学提前,曲线只表现为形变强化相变的单峰特征,相变形核除了在上述铁素体/奥氏体相界前沿奥氏体高畸变区,还分布到奥氏体晶内各处,晶粒间约束有所减小,尺寸稍大.通过形变强化相变和铁素体动态再结晶可以获得平均晶粒尺寸为(1.98士1.07)μm和(2.33士1.01)μm(10 s-1)左右的微细铁素体晶粒.     

冷速对钒微合金化钢形变诱导相变组织的影响

通过热模拟实验考察了在连续冷却条件下,不同的冷却速度对钒微合金化钢的形变诱导铁素体相变(DIFT)组织演变的影响规律.结果表明,大变形后的冷却速度越大,实验用钢的铁素体晶粒越细小;在相同的冷却速度下,钢中的钒含量越多,铁素体晶粒越细小.在较低的冷却速度下,钢中的钒含量越多,钒的碳氮化物析出越多;当冷却速度较大时,钒微合金化实验用钢中没有钒的碳氮化物析出.     

采用低温急冷大压下细化铁素体组织

以SS400为研究对象,在Gleeble1500热模拟机上,测定了在850℃未变形及变形的奥氏体CCT曲线,研究了低温急冷大变形条件下变形温度、应变量、过冷度对铁素体变形行为以及对铁素体晶粒细化的影响·结果发现通过采用低温大变形可以得到平均晶粒直径约为186μm的细小的铁素体组织,铁素体体积分数可达85%以上,在铁素体晶内和边界有碳化物析出·研究表明,低温、急冷、大变形可以有效地提高铁素体形核的驱动力,增加铁素体形核率,使晶粒大大地细化·     

热变形过程中γ→α相变开始温度的预测——C-Mn钢与Nb-v微合金钢

以Cahn理论和Scheil法则为基础,讨论了热变形过程对γ α相变的影响,预测了C Mn钢变形过程铁素体析出的开始温度Ar3d和Nb V钢连续冷却转变开始温度Ar3·结果表明,同样变形条件下,碳含量或锰含量越低的钢种Ar3d越高;同一成分钢种,随着变形量增大或变形速率降低Ar3d提高;随着冷却速率的增加,Ar3温度降低;变形可以提高Ar3温度·用该方法进行的计算机模拟结果和实验结果吻合良好,表明这种理论处理方法可用来模拟这种相变过程·