中低碳鋼貝氏體形核長(zhǎng)大動(dòng)力學(xué)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(jī)制對(duì)鋼種研制有指導(dǎo)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(jī)制。 基于Boltzmann分布，應(yīng)用Cottrell基本位錯(cuò)理論，推導(dǎo)出更為精確的計(jì)算刃型位錯(cuò)處可富集碳原子個(gè)數(shù)的公式。計(jì)算了奧氏體中單個(gè)和多個(gè)刃型位錯(cuò)處富集的碳原子個(gè)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(cuò)處富集碳

2、原子個(gè)數(shù)及其周?chē)毺紖^(qū)半徑隨時(shí)間變化關(guān)系的模型。計(jì)算了貝氏體預(yù)相變期間，碳原子向位錯(cuò)處富集過(guò)程和貝氏體的孕育期，理論值與實(shí)驗(yàn)值吻合較好。通過(guò)比較刃型位錯(cuò)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(cuò)形態(tài)、應(yīng)變能等影響因素，發(fā)現(xiàn)溫度較低時(shí)，下貝氏體可能切變形核，溫度較高時(shí)，切變形核幾乎不可能。 分析了熱力學(xué)和動(dòng)力學(xué)參數(shù)，用Zener-Hillert和Bosze-Trivedi公式，計(jì)算了合金含量不同的鋼的貝氏

3、體鐵素體長(zhǎng)大速度。Fe-C合金的貝氏體鐵素體長(zhǎng)大速度符合Zener-Hillert公式，合金含量較低的鋼的實(shí)驗(yàn)值略低于理論值，F(xiàn)e-C-8.7Ni wt．％的貝氏體鐵素體長(zhǎng)大速度比理論值約慢2個(gè)數(shù)量級(jí)。擴(kuò)散控制動(dòng)力學(xué)方程可描述部分而非全部鋼種的貝氏體鐵素體長(zhǎng)大速度。通過(guò)對(duì)界面條件和溶質(zhì)拖曳效應(yīng)等因素的分析，提出貝氏體相變機(jī)制可能與成分相關(guān)?；谪愂象w相變的切變機(jī)制，改進(jìn)了最大形核驅(qū)動(dòng)力和自催化因子的計(jì)算方法，建立了描述貝氏體體積分?jǐn)?shù)隨時(shí)

4、間變化的模型。理論值和實(shí)驗(yàn)結(jié)果吻合較好。根據(jù)切變理論獲得的最大貝氏體體積分?jǐn)?shù)在較高溫度時(shí)與實(shí)驗(yàn)值有較大偏差。提出貝氏體相變可能與溫度相關(guān)。 研究了Nb含量不同對(duì)貝氏體相變的影響。在30℃/和20℃/s冷卻時(shí)，Nb含量從0.01 wt.％增加到0.2 wt.％，會(huì)使B<,s>點(diǎn)升高約20℃，但是對(duì)B<,f>的影響不明顯；連續(xù)冷卻過(guò)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(xì)；Nb的碳化物的形成可能與Nb的