ZrC_奥氏体相界面形变诱导铁素体相变超细化机理(精)

10材料工程/2010年5期

ZrC/奥氏体相界面形变诱导铁素体相变

超细化机理

MechanismofUltrafineGrainofDeformationInduced

FerriteTransformationatZrC/AusteniticInterface

唐明华1,2,刘志义1,邓彬2,胡双开3,厉春元2

(1中南大学材料科学与工程学院,长沙410083;

2湖南工学院机械工程系,湖南衡阳421002;

3湖南衡阳钢管(集团)有限公司,湖南衡阳421001)

TANGMing2hua1,2,LIUZhi2yi1,DENGBin2,HUShuang2kai3,LIChun2yuan2

(1SchoolofMaterialsScienceandEngineering,CentralSouth,Changsha

410083,China;2DepartmentHunanInstitute

Technology,HengyangHengyangSteel

,421001,Hunan,China)

摘要:利用G,研究了含ZrC粒子的低碳钢在形变诱导相变过程中ZrC。结果表明:一定粒径和体积分数的ZrC粒子弥散分布于基体相中时,,形成集中形变区,加速形变诱导相变的进程,因而提高铁素体形核率,导致铁素体晶粒细化;ZrC/奥氏体相界面上形变诱导铁素体相变具有形核位置不饱和性、新生α相超细晶的特点;在应变条件下,铁素体晶粒在〈111〉方向择优取向,晶粒内部存在一定量的小角度晶界,由于铁素体动态再结晶的发生,组织进一步细化。ZrC/奥氏体相界面铁素体晶粒的超细化机理是形变诱导相变、铁素体动态再结晶及ZrC粒子弥散强化三者同时作用的结果。关键词:ZrC粒子;形变诱导铁素体相变;超细晶;机理

中图分类号:TG142.1文献标识码:A文章编号:100124381(2010)0520010205 Abstract:Inordertodeeplyunderstandthemechanismofultrafinegrainofthelowcarbonsteelo btai2ningZrCparticles,theeffectsofZrCparticlesonferritegrainrefinementandbasiccharact eristicsofferritenucleatingforthissteelafterdeformationinducedferritetransformationatZrC /austeniticinter2facewereinvestigatedbyuniaxialhotcompressionsimulationexperiment.T heresultsshowthatZrCparticleswithdefinitesizeandsuitablevolumefractiondispersinginthe matrixphasecanhinderthemovementofdislocation,formconcentrateddeformationzoneand

speeduptheprocessofdeformationinducedferritetransformation,thusincreasingthenucleati onrateofferrite,resultinginultrafinegrain.ThedeformationinducedferritetransformationatZ rC/austeniticinterfacehasshape dtheun2saturatednatureofnuclearpositionandthenewα2pha sehasthecharacteristicsofultra2finegrain.Inthestrainconditions,theferritegrainsinthedirect ionof〈111〉

preferredorientation,acertaina2mountofsmallanglegrainboundariesexistwithinferritegrai ns,astheoccurrenceofferritedynamicrecrystallization,ferritefurtherrefinement,sothemicro 2mechanismofthetestingsteelisresultsoftheroleofthethree,includingthedeformationinduce dferritetransformation,ferritedynamicrecrystalli2zationanddispersionstrengtheningofZrC particleatthesametime.

Keywords:ZrCparticle;deformationinducedferritetransformation;ultra2finegrain;mechan ism伴随新一代钢铁材料研究突飞猛进的发展,低碳

钢形变诱导铁素体相变(DeformationInducedFerrite

Transformation,DIFT)的研究不断深入,为获得均μm)组织,研究人员针匀、等轴的超细铁素体(尺寸<4对DIFT相变机理开展了大量工作[1-3],其组织超细化研究成果应用于热连轧板卷、长型材生产取得了很

ZrC/奥氏体相界面形变诱导铁素体相变超细化机理11

好的效果[4,5]。然而,DIFT的组织细化主要是通过在较低温度下实施大变形而获得的,对生产条件的要求较高,由于受装备轧制力及铸造装备冷却速度等方面限制,已有的DIFT工艺对中厚板轧制仍无法产生明显的效果[6];同时,低变形温度及大变形量还会使形成的铁素体择优取向变强[7,8]。所以,开发具有广泛用途的低碳钢中厚板组织超细化技术,并使之满足用户不断提高的性能要求,是当前DIFT研究的重要方向。

DIFT在热力学方面区别于无变形静态相变的最

薄片取自于平行于剖面方向,机械减薄后再用高氯酸酒精溶液电解双喷减薄,采用电解抛光法制备EBSD分析样品,采用TEM与EBSD相结合的方法,分析测定铁素体晶粒的晶体学位向关系,测定速度为每秒3个取向。

2实验结果与分析

2.1ZrC粒子对铁素体晶粒细化的作用