奧氏體的變形與再結(jié)晶及其對(duì)相變的影響.pdf

1、形變奧氏體的再結(jié)晶曾一度成為材料強(qiáng)韌化的焦點(diǎn)。隨著時(shí)代的發(fā)展，低溫強(qiáng)變形動(dòng)態(tài)再結(jié)晶的晶粒超細(xì)化，使得再結(jié)晶理論又有了新的內(nèi)涵，充分利用細(xì)晶強(qiáng)化甚至結(jié)合相變強(qiáng)化來提高材料的強(qiáng)韌性，成為一項(xiàng)極其有魅力的研究課題，在時(shí)代發(fā)展的任何階段都有著強(qiáng)烈的工程應(yīng)用背景和理論研究?jī)r(jià)值。 首先，本文從機(jī)理上研究了Fe-32﹪Ni合金奧氏體的高溫(0.5Tm以上)、低溫(0.22～0.5Tm)變形行為以及動(dòng)態(tài)再結(jié)晶的演化機(jī)制。 對(duì)Fe-32﹪

2、Ni合金奧氏體在1000℃和2×10-3s-1條件下進(jìn)行的高溫變形研究表明，伴隨著新晶粒的形核和長(zhǎng)大，不連續(xù)動(dòng)態(tài)再結(jié)晶的發(fā)生與發(fā)展能強(qiáng)烈地細(xì)化奧氏體晶粒組織，在高應(yīng)變區(qū)域，動(dòng)態(tài)再結(jié)晶趨于動(dòng)態(tài)平衡，根據(jù)其位錯(cuò)亞結(jié)構(gòu)特征，動(dòng)態(tài)再結(jié)晶組織大體分為三類：(A)位錯(cuò)密度很低的動(dòng)態(tài)再結(jié)晶晶核；(B)晶界附近位錯(cuò)密度很低，而晶內(nèi)位錯(cuò)密度很高，具有位錯(cuò)密度梯度的成長(zhǎng)中的動(dòng)態(tài)再結(jié)晶晶粒；(C)具有高位錯(cuò)密度的充分加工硬化的動(dòng)態(tài)再結(jié)晶晶粒。由于成長(zhǎng)中動(dòng)態(tài)再

3、結(jié)晶晶粒的存在，其馬氏體相變得到了極大的促進(jìn)。 此外，通過在550℃和2×10-2s-1條件下對(duì)Fe-32﹪Ni合金奧氏體進(jìn)行低溫強(qiáng)烈塑性變形——多道多向鍛壓，在以往不會(huì)出現(xiàn)動(dòng)態(tài)再結(jié)晶的條件下實(shí)現(xiàn)了奧氏體的晶粒微細(xì)化。深入研究多道多向鍛壓奧氏體連續(xù)動(dòng)態(tài)再結(jié)晶的形成機(jī)理，認(rèn)為其實(shí)質(zhì)就是，隨著不同方向的強(qiáng)烈塑性變形，形變帶相互交割，將原始晶粒有效地分割細(xì)化成許多小亞晶，隨著后續(xù)變形，小亞晶逐漸傾轉(zhuǎn)導(dǎo)致亞晶界逐漸大角化，最終形成相互獨(dú)

4、立的新晶粒。進(jìn)一步研究其馬氏體相變行為發(fā)現(xiàn)，這種多道多向鍛壓奧氏體的連續(xù)動(dòng)態(tài)再結(jié)晶及其晶粒微細(xì)化在一定程度上抑制了其馬氏體相變。 其次，以V-Ti微合金鋼為例，探討了特定工程背景下的奧氏體高溫變形與再結(jié)晶規(guī)律以及對(duì)各種相交的影響。不同變形方式下的不連續(xù)動(dòng)態(tài)再結(jié)晶行為研究表明，形變溫度的升高或形變速率的降低，都將促進(jìn)動(dòng)態(tài)再結(jié)晶的發(fā)生與發(fā)展。然而，不同變形方式下的動(dòng)態(tài)再結(jié)晶行為也存在一定的差異，與熱壓縮變形相比()扭轉(zhuǎn)變形時(shí)的流變應(yīng)

5、力水平略低，同時(shí)熱扭轉(zhuǎn)極不易于發(fā)生動(dòng)態(tài)再結(jié)晶，相比之下，熱軋時(shí)()結(jié)晶行為與熱壓縮更為接近。不連續(xù)靜態(tài)再結(jié)晶行為的研究表明，形變量增大，促進(jìn)熱變形(奧氏)體靜態(tài)再結(jié)晶的發(fā)生，形變溫度和等溫溫度提高，有利于靜態(tài)再結(jié)晶的發(fā)生。但是，靜態(tài)再(結(jié)晶)的發(fā)生需要一個(gè)臨界應(yīng)變，形變量小于該臨界應(yīng)變時(shí)將不能發(fā)生靜態(tài)再結(jié)晶，它隨等溫溫度(的升高)而減小。此外，針對(duì)加工硬化、靜態(tài)回復(fù)和動(dòng)態(tài)再結(jié)晶不同熱變形奧氏體組織狀態(tài)研究了V-Ti微合金鋼連續(xù)冷卻相變行

6、為，結(jié)果表明，熱變形奧氏體的加工硬化促進(jìn)鐵素體、珠光體相變，而抑制貝氏體和馬氏體相變；相反，靜態(tài)回復(fù)和動(dòng)態(tài)再結(jié)晶抑制鐵素體、珠光體相變，而促進(jìn)貝氏體和馬氏體相變。最后，從熱力學(xué)的角度，對(duì)V-Ti微合金鋼熱變形過程中微合金析出相的形成機(jī)制進(jìn)行了探討，認(rèn)為，微合金(動(dòng)態(tài))析出相并非鋼中各單一析出相在不同溫度階段循序形成并互溶的結(jié)果，而是—從熱變形奧氏體基體中沉淀出來，就是復(fù)合相(Ti,V)(C,N)，而且隨著形變溫度的降低，復(fù)合析出相中Ti