应力对HQ785钢贝氏体相变动力学行为及相变塑性的影响

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ζ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，当转变体积分数三达到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ζ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。

目录

文摘

英文文摘

声明

第1章绪论

1.1前言

1.2应力作用下相变研究的现状

1.2.1引言

1.2.2应力作用下铁素体和珠光体相变

1.2.3应力作用下马氏体相变

1.2.4应力作用下贝氏体相变

1.3贝氏体相变理论

1.3.1概述

1.3.2贝氏体相变的基本特征

1.3.3钢中贝氏体组织形态、性质和晶体学

1.3.4贝氏体转变过程

1.3.5贝氏体相变机制

1.3.6贝氏体转变动力学

1.3.7贝氏体转变热力学

1.4本文研究的内容及意义

第2章HQ785钢连续冷却转变曲线及高温屈服强度的测定

2.1连续冷却转变曲线的测定

2.1.1实验材料

2.1.2实验设备及试样

2.1.3实验过程

2.1.4实验结果及分析

2.2实验钢高温屈服强度的测定

2.2.1试样尺寸

2.2.2实验设备及过程

2.2.3实验结果

2.3小结

第3章压应力下HQ785钢的等温转变动力学及相变塑性

3.1引言

3.2应力对HQ785钢相变动力学的影响

3.2.1影响贝氏体相变动力学因素的分析

3.2.2实验材料

3.2.3实验设备

3.2.4实验方法

3.2.5实验结果及数据分析

3.2.6验证计算模型

3.3小结

第4章应力对HQ785钢连续冷却转变动力学的影响

4.1引言

4.2实验设备

4.3实验方法

4.4实验结果及数据分析

4.4.1应力对贝氏体转变CCT曲线的影响

4.4.2应力对贝氏体转变开始温度Bs及结束温度Bf的影响

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

4.5小结

第5章应力对HQ785钢贝氏体转变组织形貌的影响

5.1实验方法

5.2实验结果及分析

5.2.1原始组织

5.2.2应力作用下等温时的显微组织及分析

5.2.3应力作用下连续冷却时的显微组织及分析

5.3分析与讨论

5.3.1碳化物析出

5.3.2贝氏体形貌

5.3.3残余奥氏体及M/A岛

5.3.4应力对贝氏体形貌的影响

5.3.5应力对残余奥氏体的影响

5.4小结

第6章结论

参考文献

致 谢