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应力对HQ785钢贝氏体相变动力学行为及相变塑性的影响

作　者: 冯红超
导　师: 巨东英；李维娟
学　校: 辽宁科技大学
专　业: 材料加工工程
关键词: 焊强钢贝氏体相变相变动力学相变塑性数值模拟
分类号: TG142.15
类　型: 硕士论文
年　份: 2008年
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内容摘要

本文以HQ785焊强钢为实验材料,利用Gleeble热/力模拟试验机测量了实验钢的CCT曲线及高温屈服强度;结合实验用钢的贝氏体相变过程,研究了小应力(小于其屈服强度)对贝氏体相变动力学的影响及等温转变过程的相变塑性;同时分析了小应力对实验钢贝氏体相变组织形貌的影响。研究内容和主要结果如下:(1)测定了实验钢的连续冷却转变曲线及其硬度。实验钢具有很大的贝氏体区,冷速小于5℃/s时,显微组织中存在多边形先共析铁素体α_p,20～50℃/s冷却时,转变产物以粒贝和板条贝氏体为主。硬度值在HV310～350之间,随冷速增加,硬度增大。(2)研究了压应力作用下实验钢等温转变的相变动力学及相变塑性。三个等温温度下,应力均不同程度地加速了实验钢相变的发生,等温温度越低,应力对实验钢贝氏体转变的促进作用越显著。相变塑性常数K值并不是一个常数,随应力的增大K值减小,等温温度对K值也有一定的影响,500℃等温时K值相对较大。(3)研究了拉、压应力作用下实验钢连续冷却转变的相变动力学。连续冷却转变时,外加应力使实验钢贝氏体相变开始温度明显提高;相同冷速下,拉应力比压应力对B_s的提高更为显著;拉、压应力都使实验用钢的贝氏体转变区域变宽;拉应力对整个贝氏体相变有显著促进作用,压应力下,相变初始阶段受到抑制,应力越大抑制程度越明显。(4)讨论了连续冷却下贝氏体转变速率与体积分数的关系。拉应力作用时,随体积分数的增加相变速率增大,大约在体积分数ξ为0.2～0.5之间时,相变速率有一个变慢的过程,继而迅速增大到最大值,而后快速下降直到转变结束。压应力作用下,相变开始阶段相变速率随体积分数的增大相对缓慢,当转变体积分数ξ达到0.2左右后,相变速率才迅速增大直至最大值,相变速率最大时的体积分数ξ为0.5左右,随后迅速下降直至转变结束。(5)分析了应力对实验钢贝氏体相变组织形貌的影响。连续冷却时,不论拉应力还是压应力,随应力的增加,组织中板条贝氏体的数量逐渐增多,粒状贝氏体减少。等温冷却时,恰好相反,即随压应力的增加,组织中板条贝氏体的数量逐渐减少,粒状贝氏体增多。(6)利用透射显微镜,对应力作用下实验钢转变组织进行了更微观地观察和分析。连续冷却时,拉应力作用下,贝氏体板条铁素体宽度随应力增加逐渐变宽,板条界变得清晰;而压应力的作用,贝氏体板条铁素体变细、变长,取向随应力增加而变得混乱。在两种冷却方式下,不论拉应力还是压应力的作用,均使组织中残余奥氏体数量减少,形貌由无应力时的块状变为条状或薄膜状。

全文目录

摘要  4-6
ABSTRACT  6-11
第1章绪论  11-29
  1.1 前言  11
  1.2 应力作用下相变研究的现状  11-18
    1.2.1 引言  12
    1.2.2 应力作用下铁素体和珠光体相变  12-14
    1.2.3 应力作用下马氏体相变  14-16
    1.2.4 应力作用下贝氏体相变  16-18
  1.3 贝氏体相变理论  18-27
    1.3.1 概述  18-19
    1.3.2 贝氏体相变的基本特征  19-20
    1.3.3 钢中贝氏体组织形态、性质和晶体学  20-23
    1.3.4 贝氏体转变过程  23-24
    1.3.5 贝氏体相变机制  24-25
    1.3.6 贝氏体转变动力学  25-27
    1.3.7 贝氏体转变热力学  27
  1.4 本文研究的内容及意义  27-29
第2章 HQ785钢连续冷却转变曲线及高温屈服强度的测定  29-38
  2.1 连续冷却转变曲线的测定  29-34
    2.1.1 实验材料  29
    2.1.2 实验设备及试样  29-30
    2.1.3 实验过程  30-31
    2.1.4 实验结果及分析  31-34
  2.2 实验钢高温屈服强度的测定  34-36
    2.2.1 试样尺寸  35
    2.2.2 实验设备及过程  35-36
    2.2.3 实验结果  36
  2.3 小结  36-38
第3章压应力下HQ785钢的等温转变动力学及相变塑性  38-53
  3.1 引言  38
  3.2 应力对HQ785钢相变动力学的影响  38-51
    3.2.1 影响贝氏体相变动力学因素的分析  38-39
    3.2.2 实验材料  39
    3.2.3 实验设备  39
    3.2.4 实验方法  39-40
    3.2.5 实验结果及数据分析  40-50
    3.2.6 验证计算模型  50-51
  3.3 小结  51-53
第4章应力对HQ785钢连续冷却转变动力学的影响  53-64
  4.1 引言  53
  4.2 实验设备  53-54
  4.3 实验方法  54-55
  4.4 实验结果及数据分析  55-63
    4.4.1 应力对贝氏体转变CCT曲线的影响  55-57
    4.4.2 应力对贝氏体转变开始温度B_s及结束温度B_f的影响  57-58
    4.4.3 应力作用下连续冷却过程中实验钢的相变动力学曲线  58-63
  4.5 小结  63-64
第5章应力对HQ785钢贝氏体转变组织形貌的影响  64-85
  5.1 实验方法  64
  5.2 实验结果及分析  64-81
    5.2.1 原始组织  64-65
    5.2.2 应力作用下等温时的显微组织及分析  65-70
    5.2.3 应力作用下连续冷却时的显微组织及分析  70-81
  5.3 分析与讨论  81-83
    5.3.1 碳化物析出  81
    5.3.2 贝氏体形貌  81-82
    5.3.3 残余奥氏体及M/A岛  82
    5.3.4 应力对贝氏体形貌的影响  82-83
    5.3.5 应力对残余奥氏体的影响  83
  5.4 小结  83-85
第6章结论  85-87
参考文献  87-91
致谢  91

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