| 题名 | 低碳钢高温形变诱导铁素体相变机理研究 |
| 作者 | 刘朝霞 |
| 学位类别 | 博士 |
| 答辩日期 | 2007-06-08 |
| 授予单位 | 中国科学院金属研究所 |
| 授予地点 | 金属研究所 |
| 导师 | 李殿中 |
| 关键词 | 形变诱导铁素体相变 低碳钢 Ae3温度 晶粒细化 |
| 其他题名 | Investigation on the high temperature deformation induced ferrite transformation mechanism in a low carbon steel |
| 学位专业 | 材料加工工程 |
| 中文摘要 | 细化晶粒不仅能提高钢的强度，而且能改善钢的韧性。形变诱导铁素体相变以其显著的晶粒细化效果和相对低廉的生产成本，得到了人们广泛的关注和深入的研究。然而现有研究主要是针对奥氏体铁素体平衡转变Ae3温度之下的形变诱导铁素体相变开展的，而对Ae3温度之上的形变诱导铁素体相变（我们称之为高温形变诱导铁素体相变，以区别发生在Ae3温度之下的形变诱导铁素体相变）研究很少。将形变诱导铁素体相变设定在Ae3温度之上，可以排除过冷度的干扰，清晰地研究形变对诱导铁素体相变的作用。本论文目的是系统研究低碳钢Q235高温形变诱导铁素体相变。主要内容包括： 1. 在Gleeble 3500热模拟实验机上进行了一系列低碳钢Q235的单向压缩实验，研究了应变、应变速率和变形温度(高于奥氏体铁素体平衡转变温度Ae3)对形变诱导铁素体相变的影响。结果表明，形变诱导铁素体相变可以在Ae3温度之上发生且应变速率和应变越大，相变越容易。在名义应变 ，应变速率 s-1的条件下形变诱导铁素体相变上限温度 ℃（Ae3+98℃）。同时发现一个重要的现象：在870～920℃区间内变形时，随变形温度下降，应力上升；而在830～870℃区间内变形时，随变形温度的下降，因形变诱导铁素体相变和铁素体动态再结晶同时发生，铁素体的体积分数显著增大，整体应力反而下降。 2. 通过光学显微镜、扫描电子显微镜、电子探针、X射线衍射仪和透射电镜研究了热变形试样的微观组织结构和碳含量。利用纳米压痕仪测定了形变诱导铁素体和先共析铁素体的纳米压痕硬度和弹性模量。与先共析铁素体X射线衍射峰比较，形变诱导铁素体晶粒中的碳含量明显过饱和，X射线衍射峰明显向小角度方向漂移，形变诱导铁素体的纳米压痕硬度和弹性模量亦明显大于先共析铁素体，这是因为形变诱导铁素体晶粒含有纳米级针状马氏体。经过700℃回火1h，由于纳米级针状马氏体的分解，析出细小的渗碳体颗粒。 3. 通过将形变诱导铁素体在Ae3温度之上等温保持，变形后冷却，以及淬火后回火等后处理过程来系统研究高温形变诱导铁素体相变的热稳定性。结果表明随着高温保持时间的延长，形变诱导铁素体体积分数不断减小直到消失。在低温(＜200℃＝和高温(500～700℃)回火过程中形变诱导铁素体晶粒快速长大，在中温(200～500℃)回火过程中形变诱导铁素体晶粒长大不明显。实验表明淬火样品中得到形变诱导铁素体组织，而在低的控制冷却速率的样品中(10℃/s和1℃/s)只能得到珠光体和先共析铁素体组织。由此可见，形变诱导铁素体热稳定性较差，在热轧过程中很难保存下来。 4. 通过低碳钢多道次压缩变形，研究了累积变形对形变诱导铁素体的影响，实验表明多道次大压下变形可以得到超细铁素体。同样应变量下，道次越少，道次间隔时间越短，第一道次变形温度越低，应变越接近于临界值( )，越容易细化形变诱导铁素体晶粒。 |
| 语种 | 中文 |
| 公开日期 | 2012-04-10 |
| 页码 | 115 |
| 内容类型 | 学位论文 |
| 源URL | [http://ir.imr.ac.cn/handle/321006/16962]  |
| 专题 | 金属研究所_中国科学院金属研究所 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 刘朝霞. 低碳钢高温形变诱导铁素体相变机理研究[D]. 金属研究所. 中国科学院金属研究所. 2007. |
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