強磁場及合金元素對高碳鋼連續(xù)緩慢冷卻轉變及組織的影響.pdf

1、調整合金成分和完善熱處理方案是改善鋼鐵材料性能的兩條重要途徑。將強磁場應用到材料熱處理中是一種新興的熱處理方式，對鋼鐵材料領域帶來重大影響。本文的目的就是研究強磁場和合金元素對高碳鋼固態(tài)相變及組織的影響。
　　本文設計了兩組高碳鋼(Free-Al&1.37Al)，應用JMTD-12T100超導強磁場系統(tǒng)裝置、Gleeble1500型熱模擬機進行熱處理試驗，通過光學顯微鏡(OM)、掃描電子顯微鏡(SEM)、透射電子顯微鏡(TEM)、

2、X射線衍射(XRD)、相圖計算等手段，研究了外加12特斯拉(T)強磁場以及Al元素對試驗用鋼連續(xù)緩慢冷卻轉變的過程及其組織的影響。主要研究結果如下:
　　1、強磁場增大了奧氏體向貝氏體轉變的驅動力，使Bs點升高，促進了貝氏體轉變的進行。Free-Al在無磁場下未發(fā)生貝氏體轉變，而12T強磁場下出現(xiàn)了一定量的貝氏體束。
　　2、強磁場使鋼的共析點向高碳高溫方向移動，使奧氏體向珠光體轉變的初始溫度升高，增加珠光體轉變的驅動力，從

3、而促進奧氏體向珠光體的轉變。1.37Al在無磁場下珠光體轉量變僅為6±3vol％，而12T強磁場下，奧氏體完全轉變?yōu)橹楣怏w。
　　3、強磁場縮短了珠光體轉變孕育期，提高了珠光體轉變的臨界冷卻速度及最終的轉變量。磁場升高了1.37Al樣品的珠光體轉變溫度，隨爐冷卻過程中溫度越高冷速越快，在相轉變區(qū)間停留的時間越短，但是由于孕育期的縮短，保證了相變更充分的進行，發(fā)生了完全珠光體轉變。
　　4、強磁場使奧氏體向珠光體轉變的初始溫度

4、升高，珠光體在較高的溫度下形成，C原子的擴散較充分，組織上表現(xiàn)為珠光體層片間距的增大。施加12T強磁場后，1.37Al樣品的珠光體層間距從100±7nm增大到了112±18nm。
　　5、Al元素的加入提高了共析轉變溫度(53℃)，增大了珠光體相變的驅動力，促進了珠光體相轉變。
　　6、Al元素的加入提高了該合金體系珠光體轉變的臨界冷卻速度，F(xiàn)ree-Al合金在實驗冷速范圍(0.05、0.1、1.0℃/s)內未發(fā)生珠光體轉變