中低碳鋼貝氏體形核長大動力學研究.pdf

1、鋼中貝氏體相變的溫度范圍較寬，可形成廣泛形貌的貝氏體組織。深入了解貝氏體相變機制對鋼種研制有指導性意義。本文采用了具有較廣泛適用性的微觀組織定義，研究符合該定義的微觀組織的形成機制。 基于Boltzmann分布，應用Cottrell基本位錯理論，推導出更為精確的計算刃型位錯處可富集碳原子個數(shù)的公式。計算了奧氏體中單個和多個刃型位錯處富集的碳原子個數(shù)，其隨等溫溫度降低和奧氏體中碳濃度增加而增加。 建立了描述刃型位錯處富集碳

2、原子個數(shù)及其周圍貧碳區(qū)半徑隨時間變化關系的模型。計算了貝氏體預相變期間，碳原子向位錯處富集過程和貝氏體的孕育期，理論值與實驗值吻合較好。通過比較刃型位錯附近的貧碳區(qū)半徑和切變形核的臨界半徑，并分析了等溫溫度、界面能、位錯形態(tài)、應變能等影響因素，發(fā)現(xiàn)溫度較低時，下貝氏體可能切變形核，溫度較高時，切變形核幾乎不可能。 分析了熱力學和動力學參數(shù)，用Zener-Hillert和Bosze-Trivedi公式，計算了合金含量不同的鋼的貝氏

3、體鐵素體長大速度。Fe-C合金的貝氏體鐵素體長大速度符合Zener-Hillert公式，合金含量較低的鋼的實驗值略低于理論值，F(xiàn)e-C-8.7Ni wt．％的貝氏體鐵素體長大速度比理論值約慢2個數(shù)量級。擴散控制動力學方程可描述部分而非全部鋼種的貝氏體鐵素體長大速度。通過對界面條件和溶質(zhì)拖曳效應等因素的分析，提出貝氏體相變機制可能與成分相關?；谪愂象w相變的切變機制，改進了最大形核驅動力和自催化因子的計算方法，建立了描述貝氏體體積分數(shù)隨時

4、間變化的模型。理論值和實驗結果吻合較好。根據(jù)切變理論獲得的最大貝氏體體積分數(shù)在較高溫度時與實驗值有較大偏差。提出貝氏體相變可能與溫度相關。 研究了Nb含量不同對貝氏體相變的影響。在30℃/和20℃/s冷卻時，Nb含量從0.01 wt.％增加到0.2 wt.％，會使B<,s>點升高約20℃，但是對B<,f>的影響不明顯；連續(xù)冷卻過程中，先形成粗大的貝氏體鐵素體片層，后繼形成的貝氏體鐵素體片層逐漸變細；Nb的碳化物的形成可能與Nb的