马氏体形成及钢的强韧化研究

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1、河北工业大学硕士学位论文马氏体形成及钢的强韧化研究摘要本研究对工业上常用钢种65Mn、60Si2Mn、GCr15、9CrSi、CrWMn、50CrMn、5CrMnMo、42CrMo的马氏体形成进行了研究，发现除含钼钢外均观察到优先在原奥氏体晶界形成的片状马氏体，证明晶界确是马氏体形核的有利位置。通过分析本文认为原奥氏体的晶界处的原子排列、应力状态、以及高密度位错等都可能是马氏体形核的有利条件。晶界马氏体的生长方式可能与原奥氏体晶界处的位错组态有关。晶界片状马氏体相对条状马氏体的表面积较小，界面能较低，且其较高的应变能在晶界处易释放，故一般形成片状。通过研究，本文认为

2、钢中马氏体的形成，应该是优先在晶界处形成马氏体，然后由于自催化的作用，诱发晶内马氏体形成。本文认为晶界马氏体是导致回火脆性的组织因素之一。晶界马氏体对第一类回火脆性的影响在于马氏体分解时析出碳化物，降低了晶界的断裂强度。晶界马氏体对第二类回火脆性的影响在于其降低了晶界附近的自由碳原子浓度，导致了P的偏聚加剧，减弱了原奥氏体晶界上的原子间的结合力。因此改善热处理工艺消除晶界马氏体是钢的强韧化的措施之一。在本文中采用在晶界处形成下贝氏体代替晶界优先形成的马氏体的工艺，改善了钢的性能。通过研究，本文还认为含钼钢回火脆性弱的原因可能在于钼元素抑制了晶界马氏体的形成。关键词：

3、马氏体，形核位置，晶界，回火脆性i马氏体形成及钢的强韧化研究STUDYONTHEMARTENSITEFORMATIONANDSTRENGTHENINGANDTOUGHENINGOFSTEELSABSTRACTThemartensitictransformationofseveralindustrialsteelshasbeenstudiedinthearticle,suchas65Mn,60Si2Mn,9CrSi,CrWMn,50CrMn,5CrMnMoand42CrMo.Theresultsshowthat,firstmartensiteplateisformed

4、attheboundariesofausteniticgrainsintheexperimentamongallofthelow-carbonandhigh-carbonalloyedsteels,andtheshapeofthemartensiteingrainboundaryislamellar,exceptthesteelsincludingMo.Theatomicarrangement,stressconditionandhighdensitydislocationintheboundariesofausteniticmaysupplyconditionst

5、omartensitenucleatethere.Comparedwithlathmartensite,thelamellarhaslowersurfaceenergyandit’shigherstrainenergycanbedeliveryatboundaries,sotheshapeofthemartensiteingrainboundaryislamellar.Themartensiteofsteelsshouldbefirstformedatboundariesofausteniticgrainsandtheself-catalysiscaninducti

6、onintracrystallinemartensitetoformation.Theboundarymartensiteisoneoforganizefactorswhichleadtotemperbrittleness.Whenthemartensiteingrainboundaryanalyticalitwillseparateoutsomecarbide,whichwillcontributetothelowtemperaturetemperbrittleness.Whenhightempering，themartensitehasreducedfreeca

7、robatomicdensitywhichcanrejectionPsegregationtothegrainboundary.Soitcanbereplacemartensitewithlowerbainiteingrainboundarytoimprovesteelsperformance.ThereasonofthesteelsincludingMohavelowertemperbrittlenessisthatMocanrejectmartensitewhichfirstformedattheboundariesofausteniticgrains.KE