第二节织构类型 2.１．形变织构：经金属塑性加工的材料，如经拉拔﹑挤压的线材或经轧制的金属板材，在塑性变形过程中常沿原子最密集的晶面发生滑移。滑移过程中，晶体连同其滑移面将发生转动，从而引起多晶体中晶粒方位出现一定程度的有序化。这种由于冷变形而在变形金属中直接产生的晶粒择优取向称为形变织构。形变织构常有纤维织构、板织构等几种类型。 １）纤维织构金属材料中的晶粒以某一结晶学方向平行于（或接近平行于）线轴方向的择优取向。 具有纤维织构的材料围绕线轴有旋转对称性，即晶粒围绕纤维轴的所有取向的几率是相等的。例如冷拉铝线，其中多数晶粒的[111]方向平行于线轴方向，其余则对线轴有不同程度的偏离，呈漫散分布。这种线材的织构称[111]纤维织构。纤维织构是最简单的择优取向，因其只牵涉一个线轴方向，需要解决的结晶学问题仅为确定纤维轴的指数
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第４期饶静等：Ｑ６５０低碳贝氏体钢的研制?３９? 图ｌ工业生产Ｑ６５０钢板的组织形貌：（ａ）Ｇ８（粒状贝氏俸）＋ＰＦ（多边形铁素体）＋Ｍ／Ａ（马氏体／奥氏体岛）；（ｂ）Ｌａ（板条贝氏体）＋ＧＢ＋ＰＦ＋Ｍ／Ａ；（ｃ）ＬＢ＋ＧＢ；（ｄ）ＧＢ；（ｅ）ＩＪＢ Ｆｉｇ．１Ｍｏｒｐｈｏｌｏｇｙｏｆｓｔｒｕｃｔｕｒｅｏｆｃｏｍｍｅｒｃｉａｌｐｒｏｄｕｃｅｄｐｌａｔｅｏｆｓｔｅｅｌ ０６５０：（ａ）ＧＢ（ｇｒａｎｕｌａｒｂ，ｌｉｎｉｔｅ）＋ＰＦ（ｐｏｌｙｇｏｎａｌｆｅｒｒｌｔｅ）＋Ｍ／Ａ（ｍａｒｔｅｎｓｉｔｅ／ａｕｓｔｅｎｉｔｅ）；（ｂ）ＬＢ（１ａｔｈｂａｉｎｉｔｅ）＋ＧＢ＋ＰＦ＋Ｍ／Ａ）（ｃ）ＬＢ＋ＧＢ；（ｄ）ＧＢ；（ｅ）ＬＢ 速度最大的条件下生成ＬＢ。组织中获得的６０％的ＧＢ通常能够得到较好的综合力学性能。 目前低碳贝氏体钢Ｑ６５０已经实现批量生产，产品性能符合要求，指标逐渐趋于稳定（表３）。合性能。 国家自然科学基金资助项目（５０８７４０８３）ｌ 表３低碳贝氏体钢Ｑ６ｓｏ产品力学性能 Ｔａｂｌｅ３Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆｌｏｗｃａｒｂｏｎｂａｌｍ＇ｔｉｃｓｔｅｅｌ２Ｑ６ＳＯ 批号劂Ｍ腿Ｐａ度／抗臀／屈强比伸篆彰一琵防功３９０１９６９０８０００．８６３１．０１７３１９５２０９４９０２０７５０８７００．８６２８．０２３０２１１１９６ ９０２ｌ７５０８５００．８８３０．０１１０１２１１４４ ‘ ９０２２７３０８３５０．８７３０．５２８ｌ３０１２７２ ９０２３７２５８１５０．８９２６．０１６１１８０１５６，９０２４６８５８１００．８５２８．０１６６２１３１３９ ” ９０２５７３０８６５０．８４２８．０１２５１５０１３９——————————————————————————————————一７４结论８Ｑ６５０钢加热温度控制在１１５０—１２００℃。再 结晶区开轧温度１０５０一ｌ１００ｏＣ，未再结晶区开轧 温度９５０℃以下。终轧温度８００ｏＣ。终冷温度５００ ℃以上。再结晶区道次变形量≥１５％，累积变形量 ≥５０％。中间坯厚度控制在成品厚度的２～３倍，未 再结晶区道次累积变形量≥６０％，可获得良好的综 参考文献 贺信莱．２ｌ世纪新钢种一超低碳贝氏体钢．金属世界，１９９６，６８（６）；３ 贺信莱．高性能低碳贝氏体钢－成分、工艺、组织、性能与应用．北京：冶金工业出版社，２００８ 陈文满，李利，肖亚，等．５５０ＭＰａ级低合金高强度钢板的研制与开发．重钢技术，２００９，５２（４）：２９ 张华国．低碳高强度贝氏体钢板ＰＣＳＯＱ的研制．特钢技术，２００６，１２（３）：１５ 毛新平．薄板坯连铸连轧技术微合金化技术．北京：冶金工业出版社，２００８ 刘健，张开坚，陆建生，等．微合金元素钒在钢板中的强化机理及应用．四川冶金，２００９．３１（２）：１５ 康永林．薄板坯连铸连轧钢的组织性能控制．北京：冶金工业出版社，２００６ 杨善武，王学敏．贺信莱．超低碳钢在铁索体生长过程中砑分布的变化．钢铁研究学报，１９９９，１１（４）：４０ 饶静（１９７６．），女，硕士生，工程师，２０００年武汉科技大学 毕业，金属材料组织、性能研究。 收稿日期：２０１０－０３－０５万方数据
Mg-Gd-(Y)合金中溶质拖曳效应对织构演变及力学性能的影响镁合金中基面滑移和孪生是主要的变形模式,这是镁合金中形成强织构的原因。研究表明稀土的添加可以有效的弱化织构,从而提高镁合金的成形性能。 但镁稀土合金的织构演变依然依赖于合金元素匹配及热加工工艺。开展镁合金织构弱化机理的研究尤为重要。 目前有关镁稀土合金织构弱化机理的讨论主要聚焦于稀土溶质原子的拖曳效应。而且溶质原子对位错的拖曳会导致动态应变时效(DSA)效应,而DSA效应的表现为拉伸曲线上的锯齿状波动。 所以,稀土溶质的拖曳效应会对镁合金的织构演变和力学性能产生影响。但有关于镁合金中溶质拖曳效应的实验研究非常缺乏。 本文采用电子背散射衍射分析(EBSD)、高角度环形暗场扫描透射电镜(HAADF-STEM)和高温拉伸实验手段研究Mg-Gd-(Y)合金中的溶质拖曳效应对织构演变和力学性能的影响。研究结果表明:相同变形条件下,Mg-1wt.%Gd合金中有较多的剪切带,织构也比对比合金AZ31的织构弱。 不同温度反挤压的Mg-1wt.%Gd样品的EBSD结果表明Mg-1wt.%Gd在400℃反挤压第一次出现了稀土织构<2111>。针对Mg-1wt.%Gd合金中出现稀土织构<2111>//挤压方向(ED)的样品,利用HAADF-STEM表征,发现了大量的<c+a>非基面位错开动,并且在剪切带内的小角度晶界附近,发现Gd原子在伯氏矢量为1/3<1120>的位错上偏聚。 溶质原子在基面位错上的偏聚,对基面位错产生拖曳作用,阻碍基面位错的滑移,增加非基面滑移的比例,增强了Mg-1wt.%Gd合金的协调性变形,最终有效弱化合金织构。Mg-2wt.%Gd和GW83(Mg-8wt.%Gd-3wt.%Y)合金的高温拉伸结果表
低碳贝氏体和马氏体钢 低碳贝氏体钢的发展，开辟了获得高强度高韧性低合金钢的途径，这种钢能在热轧状：态直接冷却后得到贝氏体组织，或者仅仅经过正火就可以得到贝氏体组织。 低碳贝氏体钢是以钼钢或钼硼钢为基础，再加入Mn、Cr、Ni，有的在此基础之上又添加微量碳化物形成元素，如Nb、V、Ti等，从而发展了一系列的锰钼钢、锰镅硼钢、锰铬钼硼钢、锰钼铌钢等。 低碳贝氏体钢中合金元素的作用可归纳为以下几个方面： (1)利用能使钢在空冷条件下就易于获得贝氏体组织的合金元素，主要就是Mo。根据含钼钢的奥氏体等温转变曲线来看，Mo能使铁索体和珠光体的析出线明显右移，但并不推迟贝氏体转变，使过冷奥氏体得以直接向贝氏体转变，在此转变发生之前没有或者只有少量的先共析铁素体析出，而不发生珠光体转变。 (2)利用微量B使钢的淬透性明显增加，并使奥氏体向铁素体的转变进一步推迟o (3)加入其他能增大钢过冷能力的元素（如Mn、Cr、Ni）以进一步保证空冷时足以在较低的温度发生贝氏体转变。对于较大厚度的钢件来说，简单的铝硼钢往往也不能“淬透”。 (4)加入强碳化物形成元素以保证细化晶粒，所以不少低碳贝氏体钢中添加V、Nb、Ti等。 (5)尽量降低含碳量，因为低碳贝氏体具有良好的韧性，另外也有良好的焊接性。低碳贝氏体钢的化学成分范围大致是：0. 100-10 -0.200-/0c、0.60-/0~1.0010 Mn、0. 40-/0 -0.60-/0 Mo、0.001%-0.005%B，此外还可以加入0.40-/0 -0.7%Cr、0.05% -0. 100-10 V.0.010%~0.0150-/0 Nb（或Ti）等。低碳贝氏体钢的抗拉强度可达到600_IOOOMPa．屈服强度大于500MPa，目前有的可以达到800MPa。对于较厚的板材，需要进行正火处理，加热温度为900 - 950C，空冷后能得到良好的综合力学性能是中国发展的低碳贝氏体钢，屈服强度为490MPa级，主要用于制造容器的板材和其他钢结构。工程机械上相对运动的部件和低温下使用的部件，要求有更高的强度和良好的韧性。为了满足这一要求，通常采用对钢进行淬火和自回火处理以发掘材料的最大潜力。这类钢的碳含量通常都低于0. 160-/0，属于低碳型低合金高强度钢，淬火回火处理后钢的组织为低碳回火马氏体，因此这类钢通称为低碳马氏体钢。 为使钢得到好的淬透性，防止发生先共析铁素体和珠光体转变，加入Mo、Nb、v、B 及控制合理含量的Mn和Cr与之配合，Nb还作为细化晶粒的微合金元素起作用。 常见的有BHS系列钢种，其中BHS-l钢的成分为0.10%-10c-1.80% Mn -0.45%Mo -0.05%Nb。其生产工艺为锻轧后空冷或直接淬火并自回火，锻轧后空冷得到贝氏体、马氏体、
内蒙古科技大学本科生 课程论文 题目：织构对铝合金性能的影响学生姓名：张治国 学号：200861107112 专业：金属材料工程 班级：材料2008-1班 指导教师：孙浩
织构对铝合金性能的影响 摘要 铝合金是工业中应用最广泛的一类有色金属结构材料，在航空、航天、汽车、机械制造、船舶及化学工业中已大量应用。铝合金阳极已经发展到三元甚至更多元合金，而且所应用的范围也越来越广。 铝合金结构在一定条件下可以是比钢结构更好的选择，其具有轻质、可模性好、耐腐蚀等优点。热处理制度决定着材料的微观组织, 而微观组织又决定着材料的力学性能。晶界组织与过时效态的晶界组织相似, 使合金具备了高强度、高抗应力腐蚀开裂性和高抗剥落腐蚀性。 高强度铝合金中应用量最大和应用领域最广的仍然具有广阔的应用前景。 关键词：铝合金；结构；影响；组织
Structural on the properties of aluminum alloy influence Abstract Aluminium alloy is the most widely used in industry of a class of non-ferrous metal structure material, in aviation, aerospace, automotive, machinery manufacturing, shipping and the chemical industry has a large application. Aluminum alloy anode has developed to three yuan even more Multiple alloy, and the application range of the more and more widely. Aluminum alloy structure in certain conditions can be a better choice than steel structure, its has the advantages of good, can die, corrosion resistance, etc. Heat treatment system dec ides the microstructure of materials, and microstructure and determines the mechanical properties of materials. Grain boundaries organization and a ageing state grain boundaries of the organization, alloy has the similar high strength, high stress corrosio n cracking resistant and corrosion of spalling. High-strength aluminum alloy in the largest and the most widely application field of still has the broad application prospect. Key words: Aluminum alloy,structure,influence ，organization ，
超低碳贝氏体钢中合金元素的作用 含碳量很低的贝氏体钢具有优良的强韧综合性能，主要原因是极低含碳量能降低或消除贝氏铁素基体中的渗碳体，因此钢的韧性能得到改善。为了保证贝氏体转变的充分性，同时尽量避免产生马氏体，低碳贝氏体钢中应该适量添加其他合金元素。大量的研究推进了这种认识，并导致所谓的 ULCB(ultralowcarbonbainite)钢的发展。该类钢具有优良的韧性，强度和焊接等综合性能，并已经应用于极地和海底环境的高强管线。 ULCB钢起源于瑞典实验室开发出来的“强可焊性钢”，最初这类钢的典型成分是0.10～0.16C，0.6Mn，0.4Si，0.35～0.60Mo和0.0013～0.0035B(%)。少量的Mo和B抑制了多边形铁素体的形成，但对转变动力学有一定的影响。结果使得“强可焊性钢”在较宽的冷速范围内可获得完全贝氏体组织。 C含量控制到0.01%～0.03%，保证了ULCB钢的成功开发。低的C含量应该能够确保不会由于贝氏体相变不完全而形成马氏体的前提下，又足以与微合金元素Nb发生反应形成NbC。有研究表明，由于C 含量降低造成的马氏体体积分数的减少而改善了钢材的韧性，从而不会造成大的强度损失。然而，应该注意到C含量不应当低于0.01%，否则将不能形成足够的NbC，致使韧性恶化。 由于C含量的大幅降低，最新开发的ULCB钢都采用了Nb、Ti和B复合微合金化。研究表明，单独加入B时，通常会在轧后奥氏体晶界沉淀析出Fe23(CB)6，从而显著降低B的强化效果，造成γ→α的转变不能得到有效抑制，因此钢中加入Nb来阻止Fe23(CB)6的形成，因为Nb更易与C结合，随着溶解的Nb含量的增加，形成贝氏体的倾向也大大增加了。Nb的适量溶解可以稳定奥氏体并表现出和B复合添加促进贝氏体转变的效果。 Nb和B的联合作用机理可以这样描述：首先，Nb可以有效地阻碍变形γ的再结晶，如此通过阻止由于再结晶而形成新的晶界来使γ晶界稳定，这就使得B有足够的时间扩散到γ晶界附近，从而增加了γ的淬透性。其次，Nb能够降低C在γ中扩散率及活度，因此，γ中溶解的Nb可以保护B，而不至于形成B的碳化物，如Fe23(CB)6。第三是γ中溶解Nb本身对于抑制γ→α转变有相当大的影响。由于Nb在γ中的溶解极限是0.03%，故典型的ULCB钢中Nb含量通常高于0.04%。 在ULCB钢中，Ti完全固定了钢中的N，因此，所有加入的B在轧制前的加热中得到了溶解。随着B含量的增加，强度得到提高，结果组织中的贝氏体体积分数增加，而且，当B含量超过0.002%时的抗拉强度指标趋于稳定。但是，当B含量超过0.001%时，低温韧性急剧恶化。产生这种结果的原因被推断是由于随着B含量的增加引起了在γ晶粒边界和γ晶粒内的B偏析造成的。在添加0.003%B的钢中可以观察到Fe23(CB)6的沉淀析出。因此，可以认为当加入B含量超过0.003%时是无效的。 合金元素Cu对ULCB钢的相变点Ac1、Ac3有明显的影响，随着钢中Cu的增加，相变点Ac1、Ac3均呈下降趋势；贝氏体转变开始温度(Bs)及转变完成温度(Bf)也显著降低。这主要是由于Cu的加入推迟钢的γ→α转变所致。
超低碳贝氏体（ULCB）钢的研究 众所周知，具有低的C含量的贝氏体钢可以获得优良的强韧综合性能，主要原因是极低的C含量能降低或消除了贝氏铁素基体中的渗C体，因此钢的韧性能得到进一步的改善。为了保证贝氏体转变的淬透性良好，而马氏体转变的淬透性相对较低，应该适量添加其它合金元素。大量的研究推进了这种认识，并导致了所谓的ULCB钢的发展。该类钢具有优良的韧性，强度和焊接等综合性能，并已经应用于极地和海底环境的高强管线。 ULCB钢起源于“强可焊性钢”，在瑞典的实验室得到发展。最初这类钢的典型成分是0.10～0.16C，0.6Mn，0.4Si，0.35～0.60Mo和0.0013～0.0035B(%)。少量的Mo和B抑制了多边形铁素体的形成，但对贝氏体转变动力学有一定的影响。结果对“强可焊性钢”来说在较宽的冷速范围内可获得完全贝氏体组织。1957年Irvine和Pickering的研究表明，这些钢的强度与其奥氏体转变成贝氏体的温度是相关联的，而且可以通过添加合金元素来阻止贝氏体的转变开始温度得到控制。研究还表明这些低C贝氏体钢可得到600～1200N/mm的抗拉强度，或是450～900N/mm的屈服应力。然而这类钢的主要缺点在焊接后体现出来了。因为它们的C含量太高，焊后部分热影响区变成了一种脆性组织。这些钢的进一步发展依赖于获得较低C含量的钢产品的技术进展。 Mcevity等人发表了研究ULCB钢的第一篇报道，他的研究表明一种成分为003C-0.7Mn-3Ni-3Mo-0.3Si-0.05Nb(%)的钢具有显著的综合性能，其屈服强度可达到700N/mm和具有-75℃韧脆转变温度的优良韧性，因为其成分中加入了昂贵的合金元素，所以很难用于做商业开发。第一个被用于商业性的ULCB钢仅加入
Ξ 含硅低碳贝氏体钢冷却速度与组织的关系 南昌航空工业学院 周贤良 华小珍 摘 要: 研究了低碳含硅贝氏体钢冷却速度对组织的影响。实验发现,在贝氏体中温区可分别转变为粒状贝氏体、粒状组织、混合组织。粒状贝氏体与粒状组织中都存在(M-A)岛。随冷速增加,岛的平均直径减小,岛的形状由颗粒状向条状、甚至膜状转变。 关 键 词: 粒状贝氏体 粒状组织 冷却速度 钢中粒状贝氏体形态、形成条件、转变机理及其力学性能的研究虽近30年,但至今无统一认识。近些年发现主要有两种不同的组织。一种是(M-A)岛无规则地分布在块状铁素体基体上,称为粒状组织;另一种是(M -A)岛有序分布于板条铁素体间,称为粒状贝氏体。这两种组织的力学性能有很大差距[1,2]。本文探讨了冷却速度对Si2Mn2Mo 系低碳贝氏体钢组织形态的影响。 1 试验方法 试验用钢的化学成分(%):C0116,Mn 2.92,Si1.56,Mo0.26,S小于01016,P小于01035。 用Formaster-D型热膨胀仪测定试验钢的CCT曲线;用光学显微镜、透射电镜(TEM)、扫描电镜(SEM)分析钢组织;用定量金相法测定不同冷速下粒状组织和粒状贝氏体量及(M-A)岛的平均直径。 2 结果与讨论 211 CCT曲线 测绘出试验钢的CCT曲线,见图1。 从图1可见,该钢的贝氏体转变起始线B s和转变终止线B f具有较平的特点,即使冷速很小,高温区也不出现贝氏体转变,表明在较宽的冷速范围内都可以得到贝氏体组织。实验在018℃/min冷速时也未发现珠光体类组织。这给我们启示:在低碳Si2Mn2Mo系钢中,只要适应选择较高的含锰量,即使用很低的含钼量也可开发出实用的贝氏体钢 。 图1 试验钢的CCT曲线 212 显微组织 试验钢按图1所示的各种冷速处理后,其组织见图2。 由图2可知,当冷速大于贝氏体转变临 第18卷第2期 1998年4月 江 西 冶 金 J IAN GXI METALLUR GY Vol.18,No.4 April 1998 Ξ收稿日期:1998208227
低碳贝氏体钢地研究现状与发展前景 (1 西北工业大学凝固技术国家重点实验室,西安710072；2邯郸钢铁集团公司技术中心,邯郸056000> 摘要：综述了低碳贝氏体钢地国内外研究现状,指出低碳贝氏体钢性能优良且成本低廉.并结合低碳贝氏体钢地市场需求和邯钢品种钢地研发方向,展望了低碳贝氏体钢地发展前景,提出低碳贝氏体钢产品品种地开发及其控轧控冷工艺地研制是其研究方向. 关键词：低碳贝氏体钢贝氏体组织控轧控冷 项目机械制造、架设桥梁、造船、车辆制造、航空等领域广泛地使用着各种规格地钢板.因为服役条件及焊接工艺地限制,这类用途地钢板不仅要求材料具有足够地强度和塑性,而且还要求具备一定地低温韧性和优良地焊接性能,以适应野外作业和制造工艺地要求.坚持科学地发展观,从资源和成本核算考虑,用户普遍要求使用高性能、低成本地金属材料.低碳贝氏体钢正是为满足这一需求而研发地,已广泛应用于桥梁、建筑、车辆、水轮机壳体、舰船、飞机构件及其它紧固件、轴类件等方面,超高强度地低碳贝氏体钢还将满足这些构件地减重要求. 20世纪20年代末,Robertson首次在钢中发现后来被命名为贝氏体地中温转变产物.后来研究人员又进一步发现了上贝氏体、下贝氏体、粒状贝氏体、无碳化物贝氏体、柱状贝氏体、反常贝氏体、块状贝氏体、低碳低合金贝氏体、准贝氏体等组织形态,形成了比较完整地贝氏体相变理论.近几十年来,贝氏体理论地应用研究取得了重大进展,贝氏体钢地研究开发已经引起学术界和项目界地高度重视,在工业生产中也得到了广泛应用. 1低碳贝氏体钢 低碳贝氏体钢是以钼钢或钼硼钢为基础,同时加入锰、铬、镍以及其他微合金化元素(铌、钛、钒>,从而开发出一系列低碳贝氏体钢种.这类钢地含碳量多数控制在0.16%以下,最多不应超过0.120%[3].因为低碳贝氏体组织钢比相同含碳量地铁素体-珠光体钢具有更高地强度,因此,低碳贝氏体钢种地研发将成为发展屈服强度为450～800MPa级别钢种地主要途径.低碳贝氏体钢中主要添加地合金元素及其作用如下: (1>碳元素是强间隙固溶强化元素,可提高强度,但不能依靠其提高强度.尽量降低含碳量,即保持一定地韧性,也为了获得良好地焊接性. (2>钼元素能够使钢在空冷条件下获得贝氏体组织.钼元素使钢地奥氏体等温转变曲线中地铁素体析出出现明显右移,但并不明显推移贝氏体转变,所以过冷奥氏体得以直接向贝氏体转变,而在此前没有或者只有部分先共析铁素体析出,这样也就不再发生珠光体转变,如图1所示.
北京科技大学科技成果——高性能低碳贝氏体钢的 研究与开发 项目简介 本项目得到国家973和863等项目支持，从基础理论研究出发，提出了使低碳贝氏体组织高强韧化和超细化的理论原理，发明了有自主知识产权的弛豫-析出-控制相变（RPC）专利工艺技术。这种理论原理和专利技术在大型钢铁企业实现了产业化，形成了我国具有优良综合性能及很高热稳定性的，以超细低碳贝氏体组织为基体的高强度低成本节能型新钢种系列。 新钢系列已发展到有8个强度级别，近20个牌号，产量已超过40万吨，大批量在重要工程领域中应用，使我国高性能焊接结构钢的研究与生产水平达到国际前列。 2006年获得了冶金科技一等奖和辽宁省科技一等奖，2007年获得了教育部科技进步一等奖，已授权两项专利。 经济效益及市场分析 目前大批量600-800MPa级新一代钢已用于我国几千台煤矿液压支架制造，使矿用液压支架自重由原来每台32吨（主要采用16Mn 钢制造）降为24吨（降25%），产品的性能已可完全取代采用调质钢制造的国际名牌，德国DBT公司产品，并且国产化后的液压支架价格比进口价大幅度降低，使一条由150-200台支架组成的煤矿生产线的设备投入降低近亿元。 另外以低碳贝氏体为基体的新一代桥梁用钢，已大批量使用于我
国特大公路和铁路桥梁建设，鞍钢生产的6000多吨16-80mm厚新一代桥梁钢已用于世界上最大跨度的钢衍架拱桥重庆朝天门长江大桥，武钢的超低碳贝氏体桥梁钢已大批量使用于京沪高速铁路南京大胜关长江大桥，使我国高强高可焊性桥梁钢达到国际上第二代桥梁钢的先进水平。 近年来，以低碳贝氏体为基体的我国高强度海洋平台及船舶用钢已取代进口调质钢应用于我国最大的4000吨深海打捞船（华天号）及春晓油田海上采油平台的制造，在我国工程机械，汽车吊，高空作业车及军用重载舟桥上新一代600-800MPa高强度极低碳贝氏体钢也已得到广泛应用，并正在向1000MPa级钢种方向发展，使我国制造业产品更新换代，赶上国际先进水平，取得了巨大的经济效益和社会效益。
相变扩散理论在低碳贝氏体钢中的应用 钢铁热处理理论的奠基者美国人贝茵(EC Bain)，在低合金钢的等温条件下获得了一种由高温转变至低温而产生的新的组织，于是他在1930年首先发表了这种转变产物的光学金相照片，后来人们把这种转变产物命名为贝氏体。由于贝氏体具有很强韧的性能，耐磨性和硬度明显优于其他材料，所以对它的研究转变规律很有必要。 对于贝氏体的定义与转变机制目前有三种理解，其一是美国人阿洛申(H.I.Aaronson)和中国著名金属学家徐祖耀为代表的扩散学派，其二是中国人柯俊为代表的切变学派，其三是介于两个学派之间的一种所谓转变机制转化连续性和阶段性理论。 阿洛申(H.I.Aaronson)及其合作者他们从合金热力学的研究结果认为，在贝氏体转变温度区间，相变驱动力不能满足切变机制的能量条件，因而从热力学上否定了贝氏体转变的切变理论。他们认为贝氏体转变属于共析转变类型，以扩散台阶机制长大，属于扩散型转变。 贝氏体相变的基本特征，它既有马氏体的相变特征又有珠光体转变特征。贝氏体相变是扩散型相变。有碳原子的扩散且碳的扩散速度控制着贝氏体相变速率，并影响其形貌，贝氏体相变无铁原子及其它合金元素原子的扩散。贝氏体转变温度范围较宽，且转变前有有孕育期。其转变也存在一个上限温度和下限温度。贝氏体不是层片状产物，而是在不同下得到不同类型贝氏体。(如高速钢)中，M s温度以下形成贝氏体，或呈现其他较复杂的情况。较高温度形成的贝氏体如图1，C曲线鼻部温度以上形成的贝氏体)为上贝氏体，较低温度(如贝氏体C曲线鼻部温度以下)形成的贝氏体为下贝氏体。上贝氏体以羽毛状组织为典型组织，其脆性较大；下贝氏体多呈片状具强韧性，为材料工作者所青睐。贝氏体的相变动力学，通过形核、长大方式进行；贝氏体即可等温形成，也可变温形成；贝氏体等温转变的动力学也是呈现C型。 贝氏体是非层状共析反应的产物，即一种特殊的共析反应。通过台阶机制来说明贝氏体是相变扩散。根据台阶，贝氏体相变与珠光体转变的主要不同点是转变时移动的界面不同。在奥氏体晶界处形α相与一侧的奥氏体保持半共格关系，两者之间存在一定位向关系；而与另外一侧的奥氏体界面则为非共格界面。半共格界面通过台阶机制推移得到贝氏体铁素体，非共格界面通过扩散机制得到珠光体。我们可以通过台阶机制认为相变时的浮凸是由铁
贝氏体钢的研究现状与发展前景 现在随着科技的发展，社会对对各种材料的需求在举荐的增多，对材料的性能的要求越来越严格，越来越宽广。然而，钢材是材料的一项大户，所以钢的发展对于才材料发展至关重要，推动整个材料界的发展。 钢铁在热处理过程中的转变主要有三类：1.在较高温度范围的转变是扩散型的，即通过单个原子的独立无规则运动，改变组织结构，其转变产物称之为珠光体，强度低，塑性好；2.钢从高温激冷到低温(Ms温度以下)的转变是切变型的。即原子阵列式地规则移动，不发生扩散，其转变产物称为马氏体，它具有高强度，但很脆，一般通过回火进行调质；3.介于上述二者之间，在中间温度范围的转变；以其发现者贝茵(Bain)命名称为贝氏体相变，具有贝氏体组织的钢叫贝氏体钢。同时，很多重要的有色合金，如铜合金、钛合金等都具有和钢铁相似的贝氏体相变。 其中钢中的贝氏体相变是发生在共析钢分解和马氏体相变温度范围之间的中温转变。 鉴于贝氏体相变是固态材料中主要相变形式之一，其转变机制是材料科学理论的重要组成部分。贝氏体钢和具有贝氏体组织的材料已用于铁路、交通、航空、石油、矿山、模具等国民经济重要部门，并在不断扩大，有可能发展成为下一代高强度结构材料的主要类型之一，因此对其基础和应用基础的研究显得尤为紧迫。 关于贝氏体相变时铁原子的运动方式，最初由柯俊教授等在50年代开展了研究。认为铁原子的以阵列式切变位移方式(与马氏体相似)转变成新的原子排列的，而溶解的碳原子则发生了超过原子间距的长程扩散进入尚未转变的残留相或在新结构中析出碳化物。上述切变位移机制已被欧洲、日本和美国这一领域的主要学者所接受，形成了“切变学派”。但是这个观点，从60年代起受到了美国卡内基麦隆大学学派的挑战，后者认为贝氏体是依靠铁原子扩散和常见的表面台阶移动方式生成的。在过去的30年中，由于实验研究手段的限制，问题一直未能解决，两个学派陷于相持不下的局面。 鉴于贝氏体转变机制是目前国际上两大学派的争论焦点，澄清这一争论不仅对贝氏体转变及相变理论将是一次重大突破，对贝氏体钢及合金的应用也将起到重要的指导作用。为此，从事相变基础研究的我国科学家们，在国家自然科学基金的支持下先后开展了贝氏体相变及贝氏体钢的应用基础研究。从1983年到1989年共计资助12项(批准号：5860248、5860264、5860293、5860312、5860306、5870039、5850301、5830306)。自1986年起将当年资助的六个项目：清华大学方鸿生、西南交通大学刘世楷、上海交通大学俞德刚、天津大学刘文西、西北工业大学康沫狂和北京科技大学柯俊等教授组织起来，成为重点项目“低合金钢贝氏体转变机制及其影响因素研究”，在四年内召开了两次全国贝氏体相变讨论会，开展了不同学术观点与学派之间的自由讨论与争论，从而推动了全国贝氏体研究的进展。 然而在实际的生产和生活中低碳钢的需求量是很大的，所以低碳贝氏体钢的研究有很大前景。工程机械制造、架设桥梁、造船、车辆制造、航空等领域广泛地使用着各种规格的钢板。由于服役条件及焊接工艺的限制，这类用途的钢板不仅要求材料具有足够的强度和塑性，而且还要求具备一定的低温韧性和优良的焊接性能，以适应野外作业和制造工艺的要求。坚持科学的发展观，从资源和成本核算考虑，用户普遍要求使用高性能、低成本的金属材料。低碳贝氏体钢正是为满足这一需求而研发的，已广泛应用于桥梁、建筑、车辆、水轮机壳体、舰船、飞机构件及其它紧固件、轴类件等方面，超高强度的低碳贝氏体钢还将满足这些构件的减重要求。
摘要 本文通过光学显微镜观察了Q550D与SM570-H的光学显微金相组织，通过扫描电镜观察其微观组织并利用能谱分析其夹杂物的成分。得到了两种钢的组织精细结构以及非金属夹杂物的形貌及成分，分析了这些夹杂物对低碳贝氏体钢性能的影响。 通过在显微镜下观察到Q550D组织为板条状的上贝氏体组织，在大致平行的铁素体板条中镶嵌着很多细小的不易辨认的渗碳体。而SM570-D的组织属于粒状贝氏体组织，在板条状的铁素体基体上弥散分布着由残余奥氏体和马氏体组成的小岛（也称M/A 岛），从微观组织上观察，SM570-H的组织比Q550D更为细小。 通过扫描电镜图，可以观察到在两种钢中都含有非金属夹杂物，这些非金属夹杂物大多都分布在奥氏体晶界处，主要是一些复杂的钙铝酸盐和硫化物，其导致组织的不均匀，从而使得钢的性能出现不均匀，除了钙铝酸盐和硫化物之外，组织中也有一些细小的颗粒，这些颗粒主要是合金元素通过过饱和固溶体的时效处理而沉淀出来，从而提高钢的强度。钢中其它的一些微量元素如钛、铝等，这些元素的第二相弥散分布在铁基体中，形成弥散强化。 低碳贝氏体钢的性能还与轧制工艺有着密切的关系，特别是控制终轧温度能够明显改善低碳贝氏体钢的组织，一般把低碳贝氏体钢的终轧温度降低到1000℃左右能够明显提高低碳贝氏体钢的强韧性。 研究发现低碳贝氏体钢由于贝氏体组织结构精细，分布均匀，且碳当量小，因而贝氏体钢具有良好强韧性和焊接性能。 关键词：贝氏体组织, 金相组织,贝氏体转变,非金属夹杂
Research on the Microstructure Property of Low-carbon Bainite Steel Abstract The microstructure of Q550-D and SM570-H were studied by optical microscope and electron microscope in this paper, and the compositions was analyzed by energy spectrum. The microstructures of the two steels and the compositions of nonmetallic inclusions were obtained, also the effections of nonmetallic inclusions for the steels’ property was analyzed. Through observation by microscopy we can get that there are parallel bainite-ferrite strip distributed in microstructure of Q550-D. And more fine cementites are inlayed in the bainite-ferrite strip, It’s uneasy to identify. It belongs to upper bainite. the microstructure of SM570-H belongs to granular bainite, the sand island consisted of retained austenite and martensite distributed in the lath-like ferrites,observing in the microstructure, The microstructure of SM570-H is finer than Q550D. We can observed there were more nonmetallic inclusions in the Bainitic steels, and these nonmetallic inclusions always distributed in austenite grain boundary and always some calcium-aluminate and sulfides. These nonmetallic inclusions can decrease the strength of steels because of uneven microstructure. besides the calcium-aluminate, there were some partical of alloys in the microstructure, these micro alloying elements can improve the s trength of alloys because of solid solution strengthening and dispersion strengthening., such as Ti, Al. the second phase of these elements distributed in the lath-like ferrites. The property of low-carbon Bainitie steel is in association with Rolling Technology Parameters.especially in the finishing temperature. The property is more superior If the finishing temperature is controlled about 1000℃. The microstructure of the low-carbon Bainite steel is very fine, and well-distributed, and carbon equivalent is lower, so low-carbon Bainite steels have excellent strength and toughness and good welding properties. Key Words：Bainitie microstructure，metallographic structure Bainite transformation，nonmetallic inclusions
低碳贝氏体和马氏体钢 WTD standardization office【WTD 5AB- WTDK 08- WTD 2C】
低碳贝氏体和马氏体钢低碳贝氏体钢的发展，开辟了获得高强度高韧性低合金钢的途径，这种钢能在热轧状：态直接冷却后得到贝氏体组织，或者仅仅经过正火就可以得到贝氏体组织。 低碳贝氏体钢是以钼钢或钼硼钢为基础，再加入Mn、Cr、Ni，有的在此基础之上又添加微量碳化物形成元素，如Nb、V、Ti等，从而发展了一系列的锰钼钢、锰镅硼钢、锰铬钼硼钢、锰钼铌钢等。 低碳贝氏体钢中合金元素的作用可归纳为以下几个方面： (1)利用能使钢在空冷条件下就易于获得贝氏体组织的合金元素，主要就是Mo。根据含钼钢的奥氏体等温转变曲线来看，Mo能使铁索体和珠光体的析出线明显右移，但并不推迟贝氏体转变，使过冷奥氏体得以直接向贝氏体转变，在此转变发生之前没有或者只有少量的先共析铁素体析出，而不发生珠光体转变。 (2)利用微量B使钢的淬透性明显增加，并使奥氏体向铁素体的转变进一步推迟o (3)加入其他能增大钢过冷能力的元素（如Mn、Cr、Ni）以进一步保证空冷时足以在较低的温度发生贝氏体转变。对于较大厚度的钢件来说，简单的铝硼钢往往也不能“淬透”。 (4)加入强碳化物形成元素以保证细化晶粒，所以不少低碳贝氏体钢中添加V、Nb、Ti 等。 为使钢得到好的淬透性，防止发生先共析铁素体和珠光体转变，加入Mo、Nb、v、B及控制合理含量的Mn和Cr与之配合，Nb还作为细化晶粒的微合金元素起作用。
常见的有BHS系列钢种，其中BHS-l钢的成分为%% Mn %Mo %Nb。其生产工艺为锻轧后空冷或直接淬火并自回火，锻轧后空冷得到贝氏体、马氏体、铁素体混合组织。其性能为：屈服强度828MPa，抗拉强度为1049MPa，室温冲击功96J，疲劳断裂周期长，可用来制造汽车的轮臂托架。若直接淬火成低碳马氏体，屈服强度为 935MPa，抗拉强度达到1197MPa，室温冲击功为32J，可用来制造汽车的下操纵杆。这种具有极高强度、优异低温韧性和疲劳性能的材料可保证部件高的安全可靠性。BHS钢还用来生产轴、转向联动节和拉杆等，也可用于冷镦、冷拔及制作高强度紧固件。Mn - Si -v- Nb系低碳合金钢是另一种低碳回火马氏体钢，其屈服强度可达到860—1116MPa，室温冲击功为46—75J。低碳回火马氏体钢具有高强度、高韧性和高疲劳强度，达到了合金调质钢经调质热处理后的水平。本文是由“乐从钢铁世界网”为您提供!希望对您有所帮助，复制或转载请注明出处!