针状铁素体钢的动态应力-应变行为
魏氏体和针状铁素体
魏氏体和针状铁素体魏氏体和针状铁素体是金属材料中常见的两种晶体结构形态，它们在金属的力学性能、热处理过程和微观组织等方面都有重要的影响。
魏氏体是一种由碳化物颗粒和铁素体基体组成的复合结构。
在金属材料的热处理过程中，通过控制温度和时间等参数，可以使钢中的碳元素与铁元素发生反应，形成颗粒状的碳化物。
这些碳化物颗粒会在铁素体基体中分布，形成魏氏体。
魏氏体具有高硬度、高强度和良好的耐磨性能，常用于制造高强度的工具钢和切削工具。
针状铁素体是一种由长针状晶粒组成的金属组织。
在金属材料的热处理过程中，当冷却速率较快时，铁素体晶粒会发生细化和形变，形成针状铁素体。
针状铁素体具有优异的韧性和可塑性，常用于制造高强度、高韧性的结构钢和机械零件。
魏氏体和针状铁素体在金属材料的力学性能上具有不同的特点。
魏氏体由于含有大量的碳化物颗粒，具有较高的硬度和强度，但韧性较差。
而针状铁素体由于晶粒细小且形状复杂，具有较好的韧性和可塑性，但硬度和强度相对较低。
因此，在实际应用中，需要根据不同的使用要求选择合适的组织结构。
在金属材料的热处理过程中，通过控制温度和冷却速率等参数，可以调控魏氏体和针状铁素体的形成。
例如，在高温下快速冷却可以促使针状铁素体的生成，而在较低温度下缓慢冷却则有利于魏氏体的形成。
此外，还可以通过合适的合金设计和添加合金元素来调节金属材料的组织结构。
除了对力学性能的影响外，魏氏体和针状铁素体还会对金属材料的热处理过程和微观组织产生影响。
例如，在淬火过程中，由于针状铁素体具有较好的可塑性，可以减小材料的变形和开裂风险；而魏氏体则会增加材料的脆性和开裂倾向。
此外，在金属材料的显微组织中，魏氏体和针状铁素体也会对晶界、位错和析出相等微观结构产生影响。
总之，魏氏体和针状铁素体作为金属材料中常见的晶体结构形态，对金属材料的力学性能、热处理过程和微观组织等方面都有重要的影响。
了解和掌握这些结构形态对金属材料的影响规律，对于合理设计金属材料以及优化金属材料的制备工艺具有重要意义。
针状铁素体型管线钢的显微组织分析
Ｃ ≤ ０．０ ％ ，Ｓ ９ ｉ≤ ０．３ ％ ，Ｍｎ ≤ １ ５ ，Ｐ ≤ ５ ．６ ％ ０． １ ％ ， ０ ８ Ｓ≤ ０． ０ ０ ４％ ， ≤ ０． ６ 。 Ａ１ ０ ％
度 及 落锤 试 验 等 力 学 性 能 。
关键词 ： 管线钢
显微组织 针状铁素体
ｒ ｔ ｒ ｆＡｃｃ ｌ ｒ Ｆｅ ｒｔ ｐｅｉ ｅ Ｓ ｅ ｌ ｌ ｓｓ ｏ ｃ ｏ ｔ ｕｃ ｕ ｅ ｏ ｉ ｕ ａ ｒ ｉｅ Ｐｉ ｌｎ ｔ ｅ
ｒｔ ｄ ｃ ｎ ａｎｓａ ｃ ｒａ ｎ ｎｕ ｅｒｏ ｏ ｙ ｏ ｌｆｒｉｅ ａ ｍ ａｌａ ｕｎ ｆｐ ａ ｌｔ Ｉ ｓ ａ ｔｐｉａ ｃ ｏ ｔｕ ｔｒ ｆ ｉｅ ａ ｏ ｔ ｉ ｅ ｔｉ ｍｂ ｆｐ ｌ ｇ ｎａ ｅ ｒｔ ｎｄ ａ ｓ ｌ ｍｏ ｔｏ ｅ ｒｉｅ． ｔｉ ｙ ｃ ｍｉ ｒ ｓｒ ｃｕ ｅ ｏ ｎ ｌ ｐ ｐ ｌｎ ｔ ｅ ｔ ｃｃ ａ ｅ ｒｔ ｄ ｈ ｓ ｅ ｃ ｌｅ ｔｍｅ ｈ ｎｉａ ｏ ｒｉｓ Ｔ ｅ ｎ ｍｂｅ ｆＭ Ａ ｓａ ｓａ ｅ ｒｉ ｙ ｉ ｅｉ ｅ ｓｅ ｌｗｉｈ ａ ｉｕｌｒｆｒｉｅ ａ ａ ｘ ｅ ｌｎ ｃ ａ ｃ ｐｒｐｅ ｅ ． ｈ ｕ ｎ ｌ ｔ ｒｏ ｉｌｎｄ ｎｄ ｐ ａ ｌｔ ｍａ ｅ ｉｆｕｅ ｃ ｈ ｃ ｎｉａ ｒ ｐ ｒｉ ｓｏ ｔ ｔｅ ｇ ｈ ａ ｄ ＤⅥ呵ｒ ． ｎ ｌ ｎ ｅ ｔ ｅ ｍｅ ｈａ ｃ ｐ ｏ ｅ ｅ ｆｉｓｓｒ ｎ ｔ ｌ ｔ ｎ ｒ Ｋｅ ｙｗｏｒ ｄｓ： ｉｅ ｉ ｔｅ ； ｍｉｒ ｓｒ ｃ ｕ ｅ；ａ ｉ ｌｒｆｒｉｅ；ｍｅ ｈ ｎｉａ ｒ ｅ ｉ ｓ ｐｐ ｌｎｅ ｓｅ ｌ ｃ ｏ ｔｕ ｔ ｒ ｃｃｕａ ｅ ｒｔ ｃ ａ ｃ ｐｏｐ ｒ ｅ ｌ ｔ
1215钢动态应力-应变行为
３ ５ ０ ０热 模 拟 机 进 行 热 变 形 实 验 ， 加 热 速 度 为 １ ０℃／ ｓ ． 分别采 用 ４个不 同的变形 速率 （ ０ ． １ Ｓ 一，
切 削几 何 和切 削 力 ， 直 至 刀具 寿命 预报 的最 为重 要 的参 数＿ ３ ］ ． 在切 削过程 中 ， 由于工件 材料 承受较
大的应 变速度 和切 削过 程 的温 升 ， 因此 ， 材 料在切
削过程 中的流变 应 力不 仅 仅 是应 变 的 函数 ， 而且 是 应变 速度 和温度 的 函数 ． 因此 ， 建立 工件 材料 的
动态应 力一 应 变行 为的本构 关 系 ， 即材料 的流变应
力 与应 变 、 应 变速 度和 温度 的关 系模 型 ， 成 为切 削
在高速 切削过 程 中 ， 材 料将 承 受 较 大 的应 变 速度 ． 但是受 到实验 条件 的 限制 ， 高速 变形实 验有
较 大 的 困难 ． 基 于本 文 的工 作 是探 讨 建 立 工件 材
模 型 的关键 基础 ．
料 的动态应 力～ 应变 行为模 型 的基 本方 法 ， 因此可
目前 ， 一 般而 言 ， 对 于材料 的本 构关 系模型 的
描述 主要 有基 于经验 公式 的 Ｊ ｏ ｈ ｎ ｓ ｏ ｎ — Ｃ ｏ ｏ ｋ模 型［ ４ ］ 和基于 物理推导 的 Ｚ ｅ ｒ ｉ ｌ ｌ ｉ — Ａｒ ｍｓ ｔ ｒ ｏ ｎ ｇ模
3DEC用户手册(4.0)中文版
回火工艺对针状铁素体钢组织和性能的影响(很有用)
第41卷 第9期 2006年9月钢铁Iron and Steel Vol.41,No.9September 2006回火工艺对针状铁素体钢组织和性能的影响康军艳, 余 伟, 陈银莉(北京科技大学高效轧制国家工程研究中心,北京100083)摘 要:对针状铁素体钢进行540～630℃回火后的组织、性能进行了研究。
与轧态相比,630℃回火后钢的屈服强度提高75MPa ,伸长率的平均值降低1.9%,冲击功的平均值提高1.75J 。
对回火前、后钢板的组织和析出物进行了对比分析,结果表明:回火后晶粒内部的位错密度减小,亚晶板条部分消失;回火后析出物粒子的平均尺寸减小;回火温度越高,析出物粒子的平均尺寸越大。
630℃回火以后,在1～10nm 尺度范围内的粒子分布频度增加2～3倍,铌的析出量增加了166.9%,钒的析出量增加了584.6%。
细小析出物的增加和亚晶板条的部分消失是强度提高、塑性改善的主要原因。
关键词:针状铁素体;回火;显微组织;力学性能;析出中图分类号:T G142.1 文献标识码:A 文章编号:04492749X (2006)0920065205E ffect of T emper on Microstructure and MechanicalProperties of Acicular Ferrite SteelKAN G J un 2yan , YU Wei , C H EN Y in 2li(National Engineering Research Center for Advanced Rolling Technology ,University of Science and Technology Beijing ,Beijing 100083,China )Abstract :The microstructure and properties of acicular ferrite steel tempered from 540℃to 630℃were pared with the steel as rolled ,the yield strength of steel tempered at 630℃was increased by 75MPa ,the mean elongation was decreased by 1.9%and the mean impact toughness was almost unchanged.By comparison of the mi 2crostructure and precipitates before and after tempering ,it can be concluded that in tempered steel the intragranular dislocation density is lower and part of plate 2like subgrains is disappeared ,but the mean size of precipitates is smal 2ler.The mean size of precipitates becomes bigger with the raise of tempering temperature.After tempering at 630℃,the distribution f requency (f (D ))of precipitates in the range of 1～10nm is increased by two to three times ,the amount of precipitated niobium and vanadium was increased by 166.9%and 584.6%respectively.It is consid 2ered that the enhancement of strength is mainly due to the increase in number of small precipitates and disappearance of part of plate 2like subgrains.K ey w ords :acicular ferrite ;temper ;microstructure ;mechanical property ;precipitate作者简介:康军艳(19792),女,硕士生; E 2m ail :kangjunyan @ ; 修订日期:2005212222 随着钢铁工业的发展,针状铁素体钢的应用越来越广泛,在管线钢中的应用尤为突出。
全国工程建设焊工职业技能竞赛试题41(含答案)
2015年焊接竞赛理论试题（41）一、单选题(每题0.5分×100题=50分）1．低碳钢的含碳量小于( ) ％。
(A)0．1 (B)0．25 (C)0．6 (D)0．7 B2．熔池结晶时，当晶体最易长大方向与散热最快方向相一致时，( ) 于晶粒长大。
(A)最有利 (B)最不利 (C)无关 (D)稍不利 A3．当焊接速度较大时，成长的柱状晶在焊缝中心附近相遇，溶质和杂质都聚集在这里，从而出现区域偏析，在应力作用下，容易产生( ) 裂纹。
(A)纵向 (B)横向(C)斜向 (D)表面 A4．焊接碳钢时，由于冶金反应产生的CO气孔沿( )方向分布。
(A)结晶反 (B)垂直结晶 (C)结晶 (D)60。
结晶 C5．重力焊条直径一般为( )。
（A）3.2（B）4-8 (C)6-12（D）2.0 B6．15MnV和15MnTi钢的手工电弧焊，对于厚度不大，坡口不深的结构，可以采用的焊条为。
(A)E4303(J422) (B)E500l(J503) (C)E4303(J422)、E5001(J503) (D)E5001(J503)、E5003(J502)、E5015(J507) D7．焊条电弧焊使用酸性焊条时，液态金属滴的过渡形式为( )过渡。
(A)粗滴 (B)渣壁 (C)喷射 (D)短路 A8．焊接中碳调质钢时，应考虑可能出现热裂纹问题，所以在选择焊接材料时，应尽量选用含( )量低的，含S、P杂质少的填充材料。
(A)Ti (B)C (C)V (D)Ni B9．在中、高碳钢，低、中合金钢中，氢的扩散速度较慢，氢既来不及逸出金属，也不能完全受到抑制，因而易在金属内部发生聚集，具有不同程度的( )裂纹倾向。
(A)结晶 (B)再热 (C)延迟 (D)液化 C10．许多低台金高强钢的再热裂纹属于楔型开裂的性质，并具有( )开裂的特征。
(A)晶间 (B)晶内 (C)穿晶 (D)沿晶 A11．低碳钢及部分低合金钢焊接构件加热温度和保温时间与消除应力的效果有关，加热( )℃。
针状铁素体钢的性能和显微组织
控轧低C-Mn-Mo-Nb针状铁素体钢的性能和显微组织付俊岩、东涛等摘要：本文专门讨论了低C-Mn-Mo-Nb针状铁素体钢的组织形态及其结构的特征，并阐明了主要控轧工艺因素对钢的组织和性能的影响。
关键词：针状铁素体，组织，性能1前言微合金化和控制轧制技术的发展为生产高强度、高韧性、良好可焊性和成形性的结构钢提供了极其广阔的发展领域。
七十年代初，为适应高寒地带大口径石油天然气输送管线工程对材料高强度、低温韧性、可焊性等综合性能不断增长的要求，在Mn-Nb系HSLA钢的基础上，降碳（≤0.06%C）提锰（>1.6%Mn）加钼(0.15~0.54%Mo)，发展了X-70级低 C-Mn-Mo-Nb系针状铁素体钢(AF)[1][2]。
这种针状铁素体钢控轧状态的屈服强度可达470-530MPa，夏氏V型缺口冲击平台能可达165J，50%剪切断口的脆性转折温度（FATT）可低于-60℃以下[3]。
针状铁素体钢比常规铁素体珠光体钢优越的另一个主要特点，是在制管成型过程中有较大的加工硬化特性，可抵消包申格效应引起强度的损失，这对高强度厚壁大口径管线用U-O-E和螺旋焊管的制造是很重要的[1~4]。
X-70低C-Mn-Mo-Nb钢的最佳性能是通过合金成分的合理设计和最佳控轧工艺参量的选择，利用轧制过程中的晶粒细化、相变和位错强化、固溶强化、沉淀强化、亚晶强化等机制，按预期要求的方向发展而获得的。
关于合金元素的作用及控制轧制工艺提高钢材强韧性的机制，已有许多文章报导[3~7]。
在本文作者的另一项工作中[8]，也进行了系统的研究，确认采用Ⅱ型控轧低C-Mn-Mo-Nb钢可得到理想的强韧性配合，σs≥550MPa，vTrs<-100℃，而且性能对加工条件不敏感。
本文以研制X-70壁厚小于12.7mm，高韧性螺旋焊管线用热轧带钢为目标，就控轧低C-Mn-Mo-Nb针状铁素体钢性能和显微组织结构进行了研究，以探讨性能-组织-工艺之间的内在关系。
金属的韧化方法及工艺
1、金属材料的韧化•各种工程结构，如桥梁、船艇、飞机、电站设备、压力容器、输气管道等，都曾出现过不少低于材料屈服强度下重大的脆性断裂事故•促使人们认识到片面追求提高金属材料强度，而忽视韧性的做法是片面的•为了满足高新技术发展的需求，对于金属材料不仅要设法提高其强度，而且也需要提高其韧性韧化原理•断裂韧性：材料在外加负荷作用下从变形到断裂全过程吸收能量的能力，所吸收的能量愈大，则断裂韧性愈高•提高断裂韧性增加断裂过程中能量消耗的措施都可以提高断裂韧性•断裂韧性是材料的一项力学性能指标，是材料的成分和组织结构在应力和其他外界条件作用下的表现，在外界条件不变时，只有通过工艺改变材料的成分和组织结构，材料的断裂韧性才能提高沿晶断裂与晶粒度•由于晶界两边的晶粒取向不同，穿过晶界比较困难，穿过后，滑移方向要改变，起了强化和韧化的作用•晶粒愈小，则晶界面积愈大，这种强化和韧化作用也愈大•细化晶粒是达到既强化又韧化目的的有效措施•合金钢回火脆性时，断裂易于沿晶界进行•如E n24钢的奥氏体晶粒度由5~6级细化到12~13级，K IC值则由141MPam1/2提高到266MPam1/2。
•K IC值：指材料阻止宏观裂纹失稳扩展能力的度量，也是材料抵抗脆性破坏的韧性参数。
•它和裂纹本身的大小、形状及外加应力大小无关。
它是材料固有的特性，只与材料本身、热处理及加工工艺有关。
是应力强度因子的临界值。
常用断裂前物体吸收的能量或外界对物体所作的功表示。
例如应力-应变曲线下的面积。
韧性材料因具有大的断裂伸长值，所以有较大的断裂韧性，而脆性材料一般断裂韧性较小。
•通过晶粒细化，单位晶界面积偏聚的杂质含量相应减少，细化晶粒对于韧性有益2、脆性相•脆性相对材料韧性的影响很复杂•①少量的塑性变形若能使脆性相断裂或与基体分开，则会产生裂纹，降低断裂强度，脆性相愈大降低愈多•②晶界沉淀的脆性相，可以阻止晶界区的塑性松驰，起到硬化作用，可以通过位错塞积机理在晶界产生裂纹而降低韧性•③晶内脆性相，如排列较密，则可缩短位错塞积距离，使解理断裂不易发生，从而可提高解理断裂强度，也可阻止裂纹伸展，并使裂纹尺寸限于颗粒间距，从而提高解理断裂强度，若脆性相与基体结合较弱，则在缺口下的形变较均匀，减少应力三向性，也可提高韧性•④脆性相也可通过影响晶粒度而间接地影响韧性，脆性相大小对于晶粒度有不同的影响脆性相各种几何学参量对韧性影响•①含量(f v)：一般说来，fv愈高，则塑性和韧性越低•②大小(D) ： D愈大，韧性下降愈多•③间距(λ)：韧性断裂时，λ愈大，则韧性愈高，解理断裂时则相反；λ愈小，韧性反而愈高•④形状：球形时，韧性最高，尖角状时材料的韧性下降较多，夹杂物沿纵向的总长度愈大，则横向韧性愈差•⑤类型：塑性较好而与基体结合又较弱的脆性相（如MnS,Al2O3等）在形变过程中较早地沿脆性相与基体的界面开裂，塑性较差而与基体结合又较强的脆性相（如钢中TiC）在形变过程中，应力集中到一定程度可使其发生解理或破碎，使韧性降低3、韧性相对韧性的影响•①裂纹伸展遇到韧性相，由于韧性相不易解理断裂，而塑性变形又要消耗较大能量，因而裂纹伸展受到阻止•②裂纹伸展到韧性相，由于直接前进受阻，被迫改向阻力较小及危害性较小的方向，例如分层，从而松驰能量，提高韧性•③复合结构例如多层板，可以使各组元在平面应力状态下分别承担负荷。
针状铁素体
针状铁素体指低合金高强度钢中所形成的一种不同于铁素体-珠光体的类贝氏体组织，是微合金化钢在控轧控冷过程中，在稍高于贝氏体温度范围，通过切变和扩散的混合相变机制而形成的具有高密度位错的非等轴铁素体。
针状铁素体在光学显微镜下的特征是不规则的铁素体块，所谓的"针状"，是在透射电镜下观察到的形貌。
它没有完整连续的晶界，粒度参差不一，分布集中，晶粒间或晶粒内分布着细小的灰色颗粒，即富碳(M/A)岛；针状铁素体内部隐约可见由浮凸和析出相勾勒出的亚晶条纹，晶内具有较高密度的位错。
形成条件：针状铁素体钢是在Mn2Nb系钢基础上降碳、提锰和加钼形成的。
低碳或超低碳是形成针状铁素体的先决条件[2]，生产中碳含量均控制在0.06%以下。
高的含碳量易在轧后的快冷中形成贝氏体或马氏体组织。
一定的锰含量，固溶强化贝氏体和铁素体基体，保证钢的强度而不降低其韧性；少量的钼，在相变过程中抑制多边形铁素体的形成，同时钼还具有固溶强化和沉淀强化的作用；尤其是微合金化元素铌的加入，扩大形变奥氏体未再结晶区的温度范围，有利于增加奥氏体未再结晶区的轧制变形量，促进两阶段轧制工艺的实现。
低碳贝氏体光学显微镜下与针状铁素体类似，但由于微量元素硼的加入，使拉长的原奥氏体晶界得以保留，在晶粒内部和原奥氏体晶界分散有较多的M/A组织，尺寸较大，其基体结构是具有0.5～1μm宽的板条组织结构金相组织金相组织，用金相方法观察到的金属及合金的内部组织.可以分为：1.宏观组织.2.显微组织.金相即金相学，就是研究金属或合金内部结构的科学。
不仅如此，它还研究当外界条件或内在因素改变时，对金属或合金内部结构的影响。
所谓外部条件就是指温度、加工变形、浇注情况等。
所谓内在因素主要指金属或合金的化学成分。
金相组织是反映金属金相的具体形态，如马氏体，奥氏体，铁素体，珠光体等等。
1.奥氏体－碳与合金元素溶解在γ-fe中的固溶体，仍保持γ-fe的面心立方晶格。
针状铁素体钢
性能特点：针状铁素体钢控轧状态的屈服强度可达470-530MPa，夏氏V型缺口冲击平台能可达165J，50%剪切断口的脆性转折温度（FA TT）可低于-60℃以下。
针状铁素体钢比常规铁素体珠光体钢优越的另一个主要特点，是在制管成型过程中有较大的加工硬化特性，可抵消包申格效应引起强度的损失针状铁素体形态及其亚结构针状铁素体是由低取向差所分离出来的近似平行的板条铁素体所组成，板条之间为小角晶界，其形态细而长，长宽比1/4~1/8，有类似于低碳板条马氏体的形貌。
经测定针状铁素体的板条平均宽度随冷却速度的提高而减小，在中间淬火状态（B2）下，其平均板条宽度为0.5 微米。
针状铁素体内有4 较高的位错密度（1010~1011厘米-2），位错呈缠结或网格组态。
这种缠结或存在节点的位错网格组态有利于使位错稳定而保持较高的位错密度。
板条铁素体的尺寸、位错密度及其结构形式是决定着钢强韧性的重要因素，故可以认为细小针状铁素体的高密度位错亚结构及其良好的位错组态是构成针状铁素体钢比多边形铁素体钢有较高强韧性的内在因素，同时高密度的位错亚结构又为第 2 相Nb（CN）的沉淀形核提供了必要的位置条件。
针状铁素体的一个重要特点，是其伴生的碳化物形态远不如贝氏体组织那么规整，而且数量很小，以致难以鉴别出渗碳体的存在。
因此，用光学金相显微镜观察，针状铁素体组织是杂乱无章的，难以辨认。
其另一个特点，是针状铁素体不象贝氏体组织那样，存在明显的原始奥氏体晶界网络。
因此，就避免了大角晶界所存在的沉淀物或夹杂偏析造成的脆性，从本质上赋予针状铁素体钢比贝氏体钢有较高的冲击断裂功和较低的脆性转变温度。
针状铁素体是在控轧后连续过程中，在稍高于贝氏体转变温度区间的温度下，以切变和扩散的混合方式转变而成的非等轴铁素体相。
因此，可把针状铁素体钢看做是在很低碳含量下的低碳贝氏体钢的延伸。
从广义上讲，针状铁素体应属于贝氏体范畴。
控轧低C-Mn-Mo-Nb 钢的显微组织构成，是由针状铁素体、多边形铁素体、岛状的贝氏体、马氏体和马氏体-奥氏体及细小Nb（CN）析出相的混合组织所组成。
S500MC钢动态力学性能试验研究
2019年5月（总第391期）·27·第47卷V ol.47第5期No.5铁道技术监督RAILWAY QUALITY CONTROL检验与认证INSPECTION AND CERTIFICATION收稿日期：2019-03-26作者简介：陈刚，工程师；王青权，高级工程师；杜洪军，工程师1概述目前，世界范围内的轨道交通市场呈现出蓬勃发展的态势，人们对轨道车辆的被动安全、乘坐舒适度等要求也越来越高。
对轨道车辆的被动安全研究可借鉴汽车行业的经验。
在汽车行业中，被动安全设计主要通过仿真计算模拟、生产试制及整车碰撞试验来实现。
轨道交通行业虽然也大致遵循上述流程，但因为整车试验造价昂贵，一般不进行整车级别的碰撞试验，而是用吸能部件的碰撞试验来代替；同时进行部件级以及整车级别仿真计算模拟。
碰撞吸能仿真计算模拟可以通过Hypermesh 等软件建模，然后使用LS-DYNA 等求解器求解。
但为了提升计算模拟的精度，除了要让模型尽量反映实体情况之外，材料参数也是最关键的参数之一。
在材料参数中，最为重要的就是应力-应变曲线。
在碰撞吸能仿真计算中，使用应力-应变曲线不同于常规的准静态应力-应变曲线，需要考虑材料的应变率效应。
对于汽车行业而言，一般需要考虑材料在102/s~103/s 应变率区间内的动态力学响应，轨道交通行业也可借鉴这一经验。
对于材料动态力学性能测试，根据可达到的应变率，采用霍普金森杆、气锤、旋转飞轮式拉伸机、高速拉伸试验机、落锤等测试方法。
适用于102/s~103/s 中高应变率区间，且测试准确度比较高的首推高速拉伸试验机［1］。
然而，利用高速拉伸试验机进行测试时，需要解决的问题也是多方面的，如应变、力值的精确测量、测试过程中噪声的消除或抑制等。
S500MC 为冷成型用高屈服强热连轧钢，准静态下屈服强度大于500MPa 。
S500MC 既可用于汽车，也可用在轨道车辆的吸能结构上。
文章提供的解决方案可以比较精确地获得S500MC 钢板在0.1/s ，10/s ，100/s ，1000/s 等不同应变率下的动态力学响应。
高强低合金钢中针状铁素体转变研究进展
窦佩霞
（南钢钢铁股份有限公司，江苏 南京 210035）
摘 要 ：本文通过对文献的调研，概述了高强低合金钢中针状铁素体转变研究的进展，为钢种冶金设计提供一些有益的思路，
针对不足，提出了一些建议。
关键词 ：低碳微合金钢 ；针状铁素体 ；氧化物冶金
之间的晶格结构存在良好的共格关系，大大降低针状铁素体形 核所需的界面能，促进针状铁素体在夹杂物上形核、长大。
每种夹杂物与铁素体的错配度总在某个方向上较小。作为 诱导针状铁素体形核最活跃的夹杂物之一的 MnS 与晶内铁素体 错配度最小的方向是在 {111}‖{111} 晶面族。
（3）应力应变能机理。实验和理论工作都证实，在含锰夹杂 物周围 100nm 范围内，奥氏体中锰的含量可以显著降低。一般 在奥氏体锰含量较低 1% wt 时，可使天平的相变温度 (Ae3) 提高 20℃。结果表明，铁素体可以在冷却过程的早期形成。
BF ：贝茵铁素体
图 2 不同原始奥氏体的相变ห้องสมุดไป่ตู้织晶粒尺寸分布图
针状铁素体的形核位置取决于位错亚结构的密度，而贝茵 铁素体的形核位置取决于变形奥氏体晶界面积百分比，二者竞 争，在相同压缩比条件下，原始奥氏体晶粒尺寸在 37.0μm 左右 获得的最终针状铁素体量最多，最终组织等效晶粒尺寸分布也 是最佳的。
（2）夹杂物的数量。针状铁素体只有在一定数量的夹杂物存 在且夹杂物尺寸合理且分布均匀时，才能在钢中形成。小包裹体 可以抑制奥氏体晶粒的生长，而大包裹体可以促进非针状铁素 体的转变。夹杂物数量的增加增加了夹杂物在晶体中的表面积， 有利于针状铁素体的形成。因此，夹杂物过少不利于针状铁素体 的转变，夹杂物过多会增加晶界长度和面积，从而减少针状铁素 体的形成。
针状铁素体型低合金钢合金化的主要特点
针状铁素体型低合金钢合金化的主要特点以下是 8 条关于针状铁素体型低合金钢合金化主要特点的内容：
1. 合金元素多样，就像一个丰富的宝库！你看啊，钼、钛、铌等元素都在其中发挥着重要作用呢。
就拿钼来说，在钢中能提高强度，就像给钢材注入了一股强大的力量，这多厉害呀！
2. 对韧性的提升那可是相当明显的呀！这不就好比给钢材穿上了一件坚固的铠甲嘛。
例如加入适量的钛，能让钢材在各种环境下更抗折腾。
3. 改善焊接性能，哎呀呀，这可太重要啦！这就如同让钢材拥有了更好的“亲和力”，使得焊接变得更容易和可靠。
像含铌的钢，焊接起来就会顺手很多呢！
4. 怎么能不提它的耐腐蚀性呢？那简直就是钢材的“保护伞”啊！加入某些合金元素，能让钢材面对腐蚀时更有底气，这多牛啊！比如说铬元素，不就是这么厉害的角色嘛。
5. 强度的增加也是杠杠滴！这不就是在让钢材变得更强大嘛。
好比给它打了一针“强心剂”。
像钼和钛的配合，能让钢材的强度上升一个台阶呢。
6. 合金化还能优化钢材的组织结构呢，神奇吧？这不就像是给钢材来一次“精心打扮”。
比如针状铁素体的形成，让钢材性能更上一层楼呀。
7. 成本控制方面也有优势呢，没想到吧！它可不像一些昂贵的材料那么难伺候。
合理的合金化既能达到效果又不会让成本飙升，多贴心呐。
8. 还有哦，它的适用性特别广，几乎在各种领域都能一展身手！就像一个全能选手一样。
不管是建筑还是机械制造，都能看到它的身影，厉害吧！
我的观点结论就是：针状铁素体型低合金钢的合金化特点实在是太棒啦，有着这么多的优势和好处，真的值得好好利用和深入研究呀！。
《445J2超纯铁素体不锈钢应力腐蚀行为研究》
《445J2超纯铁素体不锈钢应力腐蚀行为研究》篇一一、引言在众多不锈钢材料中，445J2超纯铁素体不锈钢以其卓越的耐腐蚀性、高强度和良好的加工性能，广泛应用于石油、化工、食品、医药等各个领域。
然而，在特定的环境和条件下，其应力腐蚀行为仍是一个值得深入研究的问题。
本文将重点研究445J2超纯铁素体不锈钢的应力腐蚀行为，以提供理论支持和实验依据。
二、研究背景及意义随着工业技术的发展，对材料性能的要求日益严格。
445J2超纯铁素体不锈钢作为一种重要的工程材料，其应力腐蚀行为直接关系到设备的安全运行和长期稳定性。
因此，对445J2超纯铁素体不锈钢的应力腐蚀行为进行研究，不仅有助于深入了解其腐蚀机理，提高材料的耐腐蚀性能，还能为实际工程应用提供理论依据和指导。
三、研究内容与方法1. 实验材料及设备本实验选用的材料为445J2超纯铁素体不锈钢。
实验设备包括应力腐蚀试验机、电化学工作站、扫描电子显微镜等。
2. 实验方法（1）应力腐蚀试验：通过在特定环境下对445J2超纯铁素体不锈钢施加应力，观察其应力腐蚀行为，记录腐蚀速率、裂纹扩展等数据。
（2）电化学测试：利用电化学工作站对445J2超纯铁素体不锈钢进行电化学测试，分析其电化学行为和腐蚀机理。
（3）微观结构分析：利用扫描电子显微镜观察445J2超纯铁素体不锈钢的微观结构，分析其组织成分和晶粒形态。
四、实验结果与分析1. 应力腐蚀行为分析通过应力腐蚀试验，我们观察到445J2超纯铁素体不锈钢在特定环境下表现出明显的应力腐蚀行为。
在一定的应力作用下，材料表面出现裂纹，并随时间不断扩展。
此外，我们还发现材料的腐蚀速率与环境介质、温度等因素密切相关。
2. 电化学行为分析电化学测试结果表明，445J2超纯铁素体不锈钢的电化学行为与其组织成分和晶粒形态密切相关。
材料的电位随环境介质的变化而变化，表现出不同的腐蚀倾向。
此外，我们还发现材料的极化现象和腐蚀电流密度等参数也能反映其应力腐蚀行为。
《445J2超纯铁素体不锈钢应力腐蚀行为研究》
《445J2超纯铁素体不锈钢应力腐蚀行为研究》一、引言在众多不锈钢材料中，445J2超纯铁素体不锈钢因其优良的力学性能、抗腐蚀性能及高温稳定性等优点，广泛应用于石油、化工、食品和医疗等关键领域。
然而，由于该类不锈钢在特定环境下的应力腐蚀行为具有复杂性和危害性，对其进行深入研究对于保证材料在极端环境下的使用安全显得尤为重要。
本文以445J2超纯铁素体不锈钢为研究对象，对其应力腐蚀行为进行系统性的研究和分析。
二、材料与方法1. 材料准备本实验所使用的材料为445J2超纯铁素体不锈钢，其化学成分、力学性能等基础数据通过文献资料和实验测定得到。
2. 实验方法通过模拟实际使用环境，对445J2超纯铁素体不锈钢进行应力腐蚀实验。
具体包括恒温恒湿条件下的静态拉伸实验、循环加载实验及电化学腐蚀实验等。
同时，通过SEM、EDS等微观分析手段对试样进行观察和分析。
三、应力腐蚀行为分析1. 应力腐蚀机理445J2超纯铁素体不锈钢在特定环境下，由于拉应力和腐蚀介质的共同作用，导致材料发生应力腐蚀开裂。
其机理主要包括阳极溶解和氢致开裂两种途径。
在阳极溶解过程中，材料表面形成微小的阳极区和阴极区，从而引发局部腐蚀；而氢致开裂则是因为氢原子渗入材料内部，降低材料的韧性，导致裂纹的扩展。
2. 影响因素影响445J2超纯铁素体不锈钢应力腐蚀行为的因素众多，包括介质类型、温度、应力水平、材料成分等。
其中，介质类型和温度是影响应力腐蚀行为的主要因素。
不同介质对应力腐蚀的敏感性不同，而温度的变化则会影响材料的腐蚀速率和裂纹扩展速度。
此外，高应力水平会加速裂纹的扩展，而材料成分的微小变化也可能导致应力腐蚀行为的改变。
四、实验结果与讨论1. 实验结果通过一系列的应力腐蚀实验，我们得到了445J2超纯铁素体不锈钢在不同环境下的应力腐蚀行为数据。
包括不同介质中的拉伸曲线、循环加载下的疲劳寿命及裂纹扩展速率等。
同时，通过SEM和EDS等微观分析手段，观察到了材料在应力腐蚀过程中的微观形貌变化和元素分布情况。
含Nb管线钢针状铁素体相变动力学研究
14试验与研究含N b管线钢针状铁素体相变动力学研究陈燕，张哲平，张传友，刘江成，张国柱，赵兴亮，赵苏娟(天津钢管制造有限公司，天津300301 )摘要：采用Gleeble 3500热模拟试验机，研究含N b管线钢连续冷却过程中的针状铁素体转变行为。
将试 样加热到1050丈奥氏体化，冷却至850 t并分别保温0, 300, 600, 1200 s后冷却到室温。
根据热膨胀曲线，采用杠杆定律绘制了相转变量-温度曲线，建立含N b针状铁素体相变Jeziorny动力学方程。
结果表明：随保温时 间的增加，由于Nb(C, N)的析出，Nb(C, N)颗粒为针状铁素体提供更多形核位置，提高相变温度，促进针状铁 素体转变，抑制贝氏体转变，最终由贝氏体、针状铁素体的混合组织转变为针状铁素体组织；相变开始时间减 少，同时相变完成时间缩短，针状铁素体体积分数增加。
关键词：管线钢；N b;针状铁素体；动力学方程中图分类号：TG113.25; TG335.71 文献标志码：B文章编号：1001-2311(2020)02-0014-05Study on Phase-transformation Kinetics of Acicular Ferrite in NbMicro-alloyed Pipeline-purposed SteelCHEN Yan, ZHANG Zheping, ZHANG Chuanyou, LIU Jiangcheng, ZHANG Guozhu,ZHAO Xingliang, ZHAO Sujuan(Tianjin Pipe Corporation, Tianjin 3003011China )Abstract：With Gleeble 3500 thermal simulator, the transformation behavior of the acicular ferrite of the Nb micro- alloyed pipeline-purposed steel during continuously cooling process is studied. The specimen is heated up to 1050 °C to get austenitized, and then cooled down to 850 Xl, and isothermally held on for 0 s, 300 s, 600 s and 1200 s, and then cooled to the room temperature. The Jeziomy kinetics formula of the acicular ferrite of the Nb micro-alloyed steel is established through phase transition volume-temperature curve as calculated by the lever law according to the thermal expansion curve.The results indicate that along with increase of the thermal holding duration, precipitation of the Nb(C, N) particle is promoted, which provides nucleation sites for acicular ferrite transformation, so as the phase transformation temperature is increased, and accordingly the acicular ferrite transformation is promoted, whereas the bainite transformation is restrained; and finally the bainite-acicular ferrite mixed microstructure is transformed into the pure acicular ferrite microstructure; and the phase transformation starting time is reduced, and the phase transformation ending time is accordingly shortened, while the volume fraction of the acicular ferrite increases.Keywords：pipeline-purposed steel; Nb; acicular ferrite; kinetics formula钢的微合金化处理是通过在钢中加入V、Nb、T i等微合金化元素形成细小的碳氮化物颗粒，在 钢材轧制和热处理过程中发挥细晶强化和析出强化 作用，从而改善钢的性能。
BFe10-1.6-1动态再结晶临界应变行为研究
BFe10-1.6-1动态再结晶临界应变行为研究马艳霞;周铁柱;苑伟;张志远;杨青云;郑丛芳【摘要】利用Gleeble-1500D热模拟试验机分别进行了变形温度为800℃、850℃、900℃、950℃、1000℃;变形速率为15S-1、10S-1、1S-1、0.1S-1、0.01S-1条件下的高温热压缩试验.基于材料的加工硬化率方法,研究了BFe10-1.6-1在热压缩过程中的动态再结晶行为,并求得动态再结晶临界应变条件.结果表明:BFe10-1.6-1在热压缩过程中发生了动态回复与再结晶;动态再结晶临界应变随着温度和应变速率的增大而降低;再结晶临界应变εc与峰值应变εp之间满足εc=2.225εp-1.483.【期刊名称】《锻压装备与制造技术》【年(卷),期】2019(054)001【总页数】5页(P111-115)【关键词】BFe10-1.6-1;热压缩;动态再结晶【作者】马艳霞;周铁柱;苑伟;张志远;杨青云;郑丛芳【作者单位】中国船舶重工集团公司第七二五研究所,河南洛阳471023;中国船舶重工集团公司第七二五研究所,河南洛阳471023;中国船舶重工集团公司第七二五研究所,河南洛阳471023;中国船舶重工集团公司第七二五研究所,河南洛阳471023;中国船舶重工集团公司第七二五研究所,河南洛阳471023;中国船舶重工集团公司第七二五研究所,河南洛阳471023【正文语种】中文【中图分类】TG319动态再结晶可以细化晶粒，提高工业纯钛的塑形。
材料在热变形行为中刚发生动态再结晶时的应变被称之为动态再结晶临界应变，以此为临界点来判断材料是否发生动态再结晶这对材料的热变形行为研究具有重要的意义[1-2]。
材料加工硬化率（θ=dσ/dε）是表征流变应力随应变变化速率的一个变量。
流变曲线是形变时微观组织的外在表现，很难直接从流变曲线中确定动态再结晶临界应变。
而由应力应变信息得到的加工硬化率曲线则能反映材料内部组织的变化特征[3-4]。
管线钢中针状铁素体的形成及其强韧性的分析
管线钢中针状铁素体的形成及其强韧性的分析赵明纯1,单以银1,肖福仁1,李玉海1,2,杨 柯1(1.中国科学院金属研究所,辽宁沈阳110016;2.沈阳工业学院,辽宁沈阳110016)摘 要:通过对一种商业用管线钢连续冷却相变曲线(CCT)的测定,研究了过冷奥氏体的相变规律.在分析显微组织形成规律的基础上,确定了能够在实验用钢中获得针状铁素体组织的控制热加工工艺(TMCP)制度,即制定两阶段多道次控制轧制和冷却速度为30℃/s控制冷却的工艺制度,并利用力学试验及微观分析手段,进一步分析了针状铁素体组织的微观结构特征和力学性能.结果表明,针状铁素体组织中彼此咬合的细小针状片条束、高密度位错和弥散析出相等微观结构特征对提高材料的强韧性具有重要作用.关键词:管线钢;针状铁素体;力学性能中图分类号:TG142.1 文献标识码:A 文章编号:100520299(2001)0420356203Study on formation and strength&toughness behaviorof acicular ferrite in a pipeline steelZHAO Ming2chun1,SHAN Y i2yin1,XIAO Fu2ren1,L I Yu2hai1,2,YAN G Ke1(1.Institute of Metal Research,The Chinese Academ y of Sciences,Shenyang110016,China;2.Shenyang Institute of Technology,Shenyang110016,China)Abstract:The phase transformation of super2cooled austenite was investigated for a commercial pipeline steel by measuring the continuous cooling transformation diagram(CCT).Based on the investigation on the formation of different microstructures,the thermo2mechanical control process(TMCP)was decided to ob2 tain acicular ferrite in the experimental steel,which was designed as a two2stage controlled rolling followed by a controlled cooling with a cooling rate of30℃/s.The microstructural characteristics and mechanical properties of the hot rolled steel were analyzed by means of mechanical testing and microstructural analysis. The experimental results showed that,in the microstructural characteristics of acicular ferrite the interwo2 ven nonparallel ferrite laths,fairly high dislocation densities and fine dispersed precipitations can play im2 portant roles in the enhancement of strength and toughness of the material.K ey w ords:pipeline steel;acicular ferrite;mechanical property 对于输油气管线钢,最重要的性能是韧性和抗H2S腐蚀性[1],获得优良的组织,尽可能地提高材料的韧性和抗蚀性,是人们长期努力的方向.合理的化学成分设计是获得优良的组织、提高产品最终性能的途径之一;严格控制热加工工艺收稿日期:2001-03-10.基金项目:国家973新一代钢铁材料重大基础研究资助项目(G1998061511).作者简介:赵明纯(1974-),男,博士生;杨 柯(1962-),男,教授,博士生导师.(TMCP)则是另一种获得优良组织和性能的有效方法,而后者更符合现代管线钢的发展趋势.随着对石油和天然气的极大需求,追求优良性能的管线钢已变得更为迫切.研究表明[25],针状铁素体组织(常指以针状铁素体为主的针状铁素体+少量多边形铁素体的混合组织)具有优良的力学性能.为了获得这种优良的组织,并为高性能管线钢的发展奠定技术基础,本文针对已有的为抗H2S腐蚀而设计的X60管线钢,利用TMCP优化组织并对其强韧性机理进行了较系统的分析.第9卷 第4期 材 料 科 学 与 工 艺 Vol.9 No.4 2001年12月 MA TERIAL S SCIENCE&TECHNOLO GY Dec. 20011 实验材料及方法实验用钢的化学成分(w(B)/%)为: C0.07,Si0.25,Mn0.9,Cu0.2,Ni0.2,Nb0.04, V0.04,Ti0.015,Al0.023,∑(S+P+O+N)165×10-6.热轧试样(40mm×140mm×80mm)取自40mm厚的热轧中间坯.利用Formastor-F热膨胀仪研究过冷奥氏体相变规律,试样(<3mm×10mm)取自实验用钢的中间坯,将其在1150℃,保温10min后在系列冷却速度下测试.热轧实验在<370mm二辊实验轧机上进行,板坯加热温度为1200℃,在不同温度下进行多道次控轧,控轧道次压下分配为40mmϖ30mmϖ20mmϖ12mmϖ8mm.轧后立即冷却,终冷后放在500℃的模拟卷取炉中保温1h 后随炉模拟卷取.拉伸和冲击试样均从热轧试样板材的中心部位横向截取,试验参照ASTM E-8M(96)标准进行,拉伸在SCHENC K-100kN型电液伺服拉伸试验机上进行.组织分析在Camridge-S360型扫描电镜(SEM)和J EM2000FX-Ⅱ型透射电镜(TEM)上进行,参照Bramfitt等人提出的分类体系[6]进行显微组织分类,B C2为经典的上贝氏体,AF为针状铁素体,PF为多边形铁素体,B P3为退化珠光体.2 实验结果与讨论图1示出了实验所测得的CCT图,对其中4条典型冷却曲线进行分析.在以50℃/s连续冷却时,相变组织主要为B C2;在冷却速度降低到10℃/s时,相变组织主要为AF;在冷却速度降低到1℃/s时,PF在高温阶段首先形核长大,随着冷却过程的进行,残余γ转变成B P3,最终组织为PF+B P3;在冷却速度降低到只有0.1℃/s时,PF 在高温阶段首先形核长大,随着冷却过程的进行,残余γ转变成珠光体P,最终组织为PF+P.通过对过冷奥氏体相变规律的分析并结合图1,对实验用钢,在非恒温的过冷奥氏体的连续冷却相变中获得针状铁素体可以在10℃/s左右的一个较大的冷却速度范围实现,在冷却速度低于0.4℃/s时,主要促进了多边形铁素体和珠光体的形成,而在冷却速度大于3℃/s时,则多边形铁素体的形成也受到抑制.根据形变诱发相变理论,对同一种材料,与静态相变过程相比,动态相变曲线将向左上角移动,两者相变曲线形状可能有所不同,但相变产物有一个大致对应关系,参照Manohar等人的研究结果[7],形变诱发相变可使相变区域左移10℃/s图1 实验用钢的连续冷却相变曲线Fig.1 The continuous cooling transformation(CC5T)dia2 gram of thetested steel以上.对实验用钢,将其应用到TMCP实验中,若要获得针状铁素体组织,热轧后试样在冷却速度范围(20～30℃/s)就可实现.根据文献[8]的研究结果,进行两阶段(γ再结晶区+γ未再结晶区)多道次控轧可明显细化晶粒,并在一定的冷却速度范围内提高冷却速度,针状铁素体的含量增多,由此制定两阶段多道次控轧和30℃/s控冷的工艺制度,以期获得细小的针状铁素体组织,其中初轧温度为1100℃,终轧温度900℃,终冷温度500℃.热轧后对热轧试样进行组织分析.SEM组织呈不规则非多边形状,晶界模糊,没有“完整”的连续的晶界,粒度参差不一,在晶粒中隐约可观察到由浮凸和析出相所勾勒出的亚晶条纹(见图2).在TEM下观察其微观结构,组织中具有高密度的位错和极细小的弥散分布的碳氮化物(见图3(a));并在细板条束内或板条束之间分布着一些细小的岛状物(见图3(b)).微区探针分析显示其碳浓度明显高于周围基体,表明这些岛状物是富碳的M/A岛.力学性能测试结果见表1,可以看出材料无明显屈服行为,试样具有较高的强度和良好的冲击韧性,相对实际生产中的板材(在表1中同时给出),力学性能明显得到改善.实验用钢在TMCP后具有优良的力学性能,是由于获得了针状铁素体组织.针状铁素体具有高密度的可移动位错,易于实现多滑移,因而无明显屈服行为,这使得在管线钢板材的钢管成形和扩管时,形变硬化大于压平拉伸试样的包申格效应,这种特性可保证在钢管成形过程中,强度将会・753・ 第4期 赵明纯,等:管线钢中针状铁素体的形成及其强韧性的分析进一步比板材提高.与传统的钢种相比,针状铁素体由于其特殊的微观结构特征,而具有不同的强韧化机理.根据断裂过程从断裂单元进行的有图2 热扎试样的针状铁素体的SEM 照片Fig.2 SEM micrograph of acicular ferrite in a hot rolled sam ple图3 针状铁素体组织在TEM 下结构特征(a )亚结构和高密度的位错 (b )M/A 岛Fig.3 TEM microstructural characteristics of acicular fer 2rite表1 热轧试样的力学性能T able 1 Mechanical properties of hot rolled specimens试样σs /MPa σb /MPa σs /σb δ5/%Ψ/%A k /J10℃-20℃-50℃-80℃15506300.872875230260250200235205800.9032762002101901803实际生产中的板材.效晶粒尺寸的分析[9],针状铁素体的有效晶粒是针状铁素体条束,从裂纹在其组织中的扩展模型(见图4)可以看出,在针状铁素体中,裂纹扩展必定强烈地受到彼此咬合、互相交错分布的细小的针状铁素体条束的阻碍,从而有效地提高了其强韧性.同时细小的M/A 岛和弥散分布的碳氮化物,不足以构成裂纹临界尺寸,不易激发裂纹.已有研究表明,裂纹遇到M/A 岛和碳氮化物析出物常常发生转折,表现出对裂纹的强烈阻滞作用,并且M/A 岛中的残余奥氏体是一种有利的韧性相,可降低裂纹尖端应力,消耗部分扩展功.因而,针状铁素体组织具有优良的强韧性.图4 裂纹在针状铁素体中的扩展模型Fig.4 Propagation mode of crack in acicular ferrite3 结 论(1)对实验用钢,制定两阶段多道次控制轧制和冷却速度为30℃/s 控制冷却的工艺制度,可获得具有针状铁素体组织的高性能管线钢板材;(2)针状铁素体的微观结构特征对提高其强韧性具有重要的作用.参考文献:[1]高惠临,董玉华.管线钢的发展趋势与展望[J ].焊管,1999,22(3):428.[2]SMITH Y,COLDREN A.H igh strength ,ductile Mn -Mo -Nb steels with a structure of acicular ferrite[J ].Met Sci Heat T reat ,1976,18(1-2),59265.[3]KRISHNADEV M R ,GHOSH R.Low tem perature mechanical behavior of an acicular ferrite hsla line pipe steel[J ].Metall T rans A ,1979,10(12):194121944.[4]T ANAK A T.C ontrolled rolling of steel [J ].Int Met Rev ,1981,264(4):1852212.[5]AFAG ANIS A J.550级大口径高韧性管线钢的开发和生产[J ].世界钢铁,1998,(4):31236.[6]BRAMFITT B L ,SPEER J G.A Pers pective on the morphology of bainite [J ].Metall T rans A ,1990,21A (4):8172829.[7]MANOHAR P A ,CHANDRA T.C ontinuous coolin g trans formation behaviour of high strength microalloyed steels for linepipe applications[J ].ISI J Int ,1998,38(7):7662774.[8]赵明纯,单以银.控轧控冷工艺对X 60管线钢组织及力学性能的影响[J ].金属学报,2001,37(2):1792183.[9]EDMONDS D V ,COCHRAN E R C.Structure 2prop 2erty relationships in banitic steels[J ].Metall Trans A ,1990,21A :152721540.(责任编辑 吕雪梅)・853・材 料 科 学 与 工 艺 第9卷。
焊缝中针状铁素体行核机制及对强韧性的影响
然而 Song S P[28]在研究了 HI=1.507-2.987kJ/mm 对 E71T-8J 自保护 FCAW 焊缝金 属的影响时，结果却表明：随着 HI 增大，夹杂物的数量、形态、粒径、分布等均无明显变 化，合金元素的烧损轻微，主要是焊缝金属的显微组织发生了粗化，其中 PF 含量增加， AF 和粒状贝氏体(GB)含量减少，熔敷金属低温韧性降低，-40℃冲击吸收功由起初的 153J 降低到 31J，也得出 HI 与-40℃冲击功间拟合式(2)， 其中 R2=0.93089。Bajic N 研究了 HI 在 0.75 kJ/mm 和 2.1 kJ/mm 两种焊接条件下，X60 管线钢 SAW 焊缝金属微观组织的 变化，也得出较低 HI 对 AF 形成有利，AF 含量可达 72%。 AKV-40℃=69.67+110.12HI-40.39HI2 (2)
Hidenori T 研究得出焊缝金属含 0.022%Al 时，Mn-Al-Si-O 系中玻璃相作为主要的脱氧产 物充当夹杂物核心；0.035%Al 时对应的为 Al2O3 和定的玻璃相。 Yamada T 也研究得出 AF 和夹杂物表面厚度为 10-20nmTiO 薄层间存在 BakerNutting 取向关系，与奥氏体基体间存在 Kurdjumov-Sachs 取向关系见图 7，TiO 和 AF 间 晶格匹配度为 3.0%，从而有利于 AF 异质形核。含 Ti 的氧化物是 AF 形成的最好质点。富 Ti 的夹杂物可加速焊缝金属中 AF 形成的动力。Paniagua-Mercado M [通过 SEM 观察到含 Ti 夹杂物为亮白色的圆形，当焊缝金属中 Al 含量低于 Ti 含量时，夹杂物将以 TiO 为主， 相反则为 Al2O3，此时 Ti 通常与 N 生产 TiN 夹杂物，含 Ti 的白色夹杂物会充当 AF 异质形 核质点。Ramirez J E[7]得出焊缝金属中含有球形、面形和块状的不同形状的夹杂物核心主 要由不同比例的 Ti、Mn、Si、Al 等的氧化物组成，表现为复合脱氧产物，其中圆形夹杂物 由于不会引起钢基体应力集中，比有棱角夹杂物对 AF 形核有利。
0Cr17Ni4Cu4Nb不锈钢动态力学性能研究_已读
第 25 卷第 3 期
何 著 ,等. 0Cr17Ni4Cu4Nb 不锈钢动态力学性能研究
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气压 ,控制子弹以一定的速度撞击 SHPB 装置的输入杆 ,在 杆上产生近似梯形的压缩应力波 ; 应力波向前传播到试件 和输入杆的分界面处 ,由于材料和输入杆波阻抗存在差异 , 使得应力波中一部分反射回输入杆 ,而另一部分则通过试 件透射到输出杆中 。整个应力波传播过程可利用贴在输入 杆和输出杆上的应变片进行记录 ,从而可计算出测试材料 试件的动态应力 - 应变关系 。
在常规 SHPB 实验中 ,试件在相同的应力波冲击下 ,由
于截面面积加大 ,会导致试件中应变率降低 ,从图 4 中的应
变率随时间变化曲线可以看到这种趋势 。同时由于截面变
化 ,也影响试件应力的真实大小 ,式 (5) 中计算得到的试件
应力并没有考虑试件的截面变化 ,可以修正式 (5) 为 [3] :
图 2 示波器中记录的典型波形 Fig. 2 Representative wave recorded by oscillograph
图 3 压杆中的三个应力波 Fig. 3 Three stress waves in pressure bars
图 4 典型的应力 、应变和应变率随时间变化曲线 Fig. 4 Representative curves of the stress , strain and
为压杆中应变 ,V ( t) 为电压信号 , k 为动态应变仪的灵敏度 系数 。
ε( t) = k V ( t)
(1)
SHPB 实验中的压杆一般为高强度钢 ,压杆在冲击过程
中仅为弹性变形 ,通过公式 (2) 可以得到压杆中入射波 、反
射波和透射波的数据 ,式中 σ( t) 为压杆应力 , E 为材料弹性