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高强度低碳贝氏体钢组织与强化机理

作　者: 孙宜强
导　师: 刘静
学　校: 武汉科技大学
专　业: 材料学
关键词: 低碳贝氏体钢粒状贝氏体板条贝氏体组织强化机理
分类号: TG142.2
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

低碳贝氏体钢以其高强度、低成本、强可焊性和优良低温韧性的优势，得到了学术界和工程界的高度重视，广泛应用于石油管线、采油平台、工程机械、海洋设施、船舶及桥梁等领域。但由于贝氏体相变是介于珠光体共析转变和马氏体相变之间的中温转变，加之高强度的低碳贝氏体钢均采用了超低碳的成分设计和组织超细化处理，因此低碳贝氏体组织具有其独特的形貌特征和微观亚结构。本课题采用低碳和铌、钒、钛的微合金化成分设计，运用弛豫－析出－控制相变（RPC）技术，在不同的冷却速度和终冷温度下，获得强度级别700MPa到950MPa的低碳贝氏体钢，并通过金相显微镜、扫描电镜、透射电镜观察和研究了其组织形貌和强化机理。结果如下：1）表征了该低碳贝氏体钢组织为粒状贝氏体+板条贝氏体。粒状贝氏体中贝氏铁素体板条宽度约为2um，板条贝氏体中贝氏铁素体板条宽度约为0.2um。这两种组织均为无碳贝氏体，粒状贝氏体中存在一些岛状、颗粒状、短条状的M-A组元，板条贝氏体中的M-A组元呈膜状分布于贝氏铁素体板条之间。2）明确了该系列钢的强化方式与机理。细贝氏铁素体板条的细晶强化和碳氮化物的析出强化是其主要强化方式，细晶强化约占屈服强度的20%，析出强化占30%～40%，相变强化占10%～20%，固溶强化约占15%，晶格阻力约占7%。随着屈服强度的上升，细晶强化、析出强化和固溶强化的贡献率变化不大，但板条贝氏体的相变强化所占的比例随之上升明显。3）板条贝氏体作为低碳贝氏体钢中一种高强度组织，增加其含量是进一步提高低碳贝氏体钢强度的有效途径。

高强度低碳贝氏体钢组织与强化机理

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