脈衝強磁場對低合金鋼貝氏體轉變的影響及機理研究

《脈衝強磁場對低合金鋼貝氏體轉變的影響及機理研究》是依託遼寧工業大學，由李青春擔任項目負責人的青年科學基金項目。

基本介紹

• 中文名：脈衝強磁場對低合金鋼貝氏體轉變的影響及機理研究
• 項目類別：青年科學基金項目
• 項目負責人：李青春
• 依託單位：遼寧工業大學

項目摘要

利用鋼中不同組織對磁場的回響，將磁場作用到鋼的固態相變過程，進而改善其組織與性能的研究日益受到廣泛關注。但將脈衝強磁場施加到低合金鋼的貝氏體轉變過程中還鮮有報導。與相同功率的強磁場相比，脈衝強磁場可以得到瞬間更高的磁場強度。本項目在低合金鋼的連續冷卻過程中施加不同方向、不同參數的脈衝強磁場，研究脈衝強磁場對低合金鋼貝氏體轉變過程中鐵素體和碳化物的形核特點、兩相形態、分布及位向關係的影響規律；在低合金鋼的貝氏體孕育期施加脈衝強磁場，藉助高溫共聚焦雷射掃描顯微鏡，對連續冷卻過程中的貝氏體轉變進行原位觀察，研究脈衝強磁場預處理對低合金鋼貝氏體轉變過程的影響規律；利用電磁學、鐵磁學及貝氏體相變原理，結合數值模擬方法，對脈衝強磁場作用下貝氏體轉變熱力學、動力學和相變機理進行深入研究，為低合金鋼的熱處理過程中套用脈衝強磁場技術，進而改善貝氏體組織與性能提供理論依據，故研究具有重要的科學意義和實際意義。

結題摘要

脈衝強磁場作用下鋼的貝氏體相變的研究可旁證貝氏體相變機制。本項目首先選用SA508-3鋼作為研究對象，在SA508-3鋼連續冷卻過程中施加不同參數的脈衝磁場，並與相同工藝的正常熱處理比較，研究脈衝磁場處理、脈衝電流處理和脈衝電流+脈衝磁場複合處理對粒狀貝氏體組織形態、M/A島的形態與分布的影響。結果發現，在SA508-3鋼的連續冷卻過程中施加脈衝磁場，粒狀貝氏體中的M/A島數量增加，尺寸變小，分布更均勻。與正常熱處理相比，脈衝電流加熱處理通過降低奧氏體中貧碳區的數量抑制貝氏體轉變。與脈衝電流處理相比，脈衝電流+脈衝磁場複合處理抑制了貝氏體轉變，促進了馬氏體轉變，粒狀貝氏體中M/A島的數量增多，尺寸減小，分布更均勻。 採用高溫共聚焦雷射掃描顯微鏡原位觀察SA508-3鋼的連續冷卻貝氏體轉變過程，研究脈衝電流+脈衝磁場複合預處理對SA508-3鋼連續冷卻過程中貝氏體的形核、生長方式、生長速度的影響。結果發現，脈衝電流+脈衝磁場複合預處理通過促進SA508-3鋼連續冷卻過程中Fe(N,C)的形核與長大提高BS溫度，改變貝氏體的初始形核位置，增加貝氏體的生長速度。 選用Cr5鋼為研究對象，在Cr5鋼的等溫貝氏體轉變過程中施加不同參數的脈衝強磁場，並與相同工藝的正常熱處理比較，研究脈衝磁場處理對Cr5鋼中下貝氏體的組織形態、碳化物和鐵素體的分布與位向關係的影響。結果發現，與正常處理相比，在等溫過程施加脈衝磁場促進了Cr5鋼等溫貝氏體轉變。與正常處理相比，脈衝電流加熱處理抑制了Cr5鋼的等溫貝氏體轉變。與脈衝電流處理相比，脈衝電流+脈衝磁場複合處理對Cr5鋼等溫貝氏體形核和長大的抑制作用更加明顯。脈衝磁場處理後Cr5鋼中貝氏體鐵素體和母相奧氏體具有K-S取向關係。 本項目的實驗結果中，脈衝電流加熱處理抑制了貝氏體轉變以及脈衝電流+脈衝磁場複合預處理對貝氏體轉變動力學的影響均旁證了貝氏體轉變的切變機制。同時，本項目的實施，對完善貝氏體鋼的熱處理工藝，具有重要的科學意義和實際意義。