《鋼中超級貝氏體組織形態及亞結構形成機理的研究》是依託長春工業大學，由吳化擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：鋼中超級貝氏體組織形態及亞結構形成機理的研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：吳化
- 依託單位：長春工業大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
針對目前超級(或低溫、或高強韌)貝氏體理論和套用研究中，與熱力學和動力學有關的轉變溫度和轉變速度的定性定量描述、超級貝氏體強韌化機制方面存在的一些關鍵問題，根據轉變特性與組織結構和力學性能相依存的特點，擬採用理論總結、定量描述、實驗驗證相結合的方法開展研究工作。從理論上闡明超級貝氏體鋼必需具備的顯微組織形態和形成它的條件；並依據貝氏體相變機制在分析其化學成分、轉變溫度和時間相互影響規律的基礎上，建立它們之間定性定量描述的關係式；同時根據超級貝氏體鋼顯現出的超高強韌性力學特點，分析研究其真正原因是否是貝氏體鐵素體條厚納米化、殘留奧氏體是否是韌化膜、並通過產生TRIP效應而對鋼的性能產生影響；通過對超級貝氏體的巨觀成分和組織均勻化，而在微觀區域造成相反結果和預相變的技術措施，使超級貝氏體亞晶結構超微細化、晶粒(條簇)微細化，並且控制殘餘奧氏體的穩定性，改善強韌性的同時還能夠縮短其相變時間。
結題摘要
工程領域對用量最多的結構材料一直期望獲得優秀的綜合力學性能(強度與塑性和韌性等的配合)。為此，研究人員通過對材料成分、組織結構及加工成型工藝等的改進和綜合創新來達到上述要求。英國劍橋大學Bhadeshia教授研究組提出的超級貝氏體(Super Bainite)鋼研究及套用便是一例。與過去研究成果相比較，超級貝氏體鋼無論是強度還是韌性，均提高了近一倍以上，獲得了工業用鋼中並不多見的超高強韌性。在高強韌性材料套用、結構件減重，節材、節能和節省資源等方面意義重大。基於此原因本課題組開展了鋼中超級貝氏體組織形態及亞結構形成機理方面的研究工作。根據課題組已有成果設計了研究用鋼的成分；在分析超級貝氏體組織轉變動力學特點基礎上，研究了轉變溫度對其形態、構成和亞結構等的影響；採用施加疲勞載荷的方式對具有超級貝氏體組織的試樣載入試驗，研究了其是否產生“TRIP”(Transformation Induced Plasticity)效應和產生的條件；將(Quenching and partitioning)工藝引入到製取超級貝氏體組織的熱處理工藝之中，研究了該工藝能否對其組織的轉變起到促進作用，以及產生促進轉變的條件和機制；對影響超級貝氏體組織強韌性的主要因素進行了分析。 建立並驗證了低成本超級貝氏體鋼的成分設計公式，確定了獲得超級貝氏體組織的等溫溫度範圍；設計的試驗鋼經完全奧氏體化後在鋼的Ms溫度附近等溫處理，可以獲得微觀組織由條束狀貝氏體鐵素體(BF)+薄膜狀殘餘奧氏體(AR)組成的超級貝氏體組織，其抗拉強度為1840MPa、延伸率8.1%。提出並通過試驗證實了超級貝氏體組織可以通過“應力誘發相變”改善自身的強韌性。在疲勞載荷作用下試驗鋼中的殘餘奧氏體組織產生“TRIP”效應，使鋼的抗拉強度達到1960MPa、延伸率8.7%，強塑積得到明顯提高。將Q&P工藝引入製取超級貝氏體組織的熱處理中，提高組織轉變效率15%以上；同時利用其工藝特點細化了鋼的組織、增加了其中亞結構數量，改變了不同相組織中C元素含量分布，鋼的衝擊韌性值達到45J/cm2，提高18%以上。上述研究成果為超級貝氏體組織轉變的動力學研究提供了新思路，擴展了超級貝氏體組織強韌性改善的途徑，豐富了其強韌化機制，為超級貝氏體組織轉變的熱力學和動力學研究補充了新方法，積累了工程化套用的實驗數據。
