【正文】 究中發(fā)現(xiàn)，Mn在一定含量時(shí)，可使過(guò)冷奧氏體等溫轉(zhuǎn)變曲線上存在明顯的上、下C曲線分離。發(fā)明了MnB系空冷貝氏體鋼。他突破了空冷貝氏體鋼必須加入Mo、W的傳統(tǒng)設(shè)計(jì)思想，研制出中高碳、中碳、中低碳、低碳MnB系列貝氏體鋼。西北工業(yè)大學(xué)康沫狂等[11]通過(guò)多年的研究提出了由貝氏體和殘余奧氏體組成的準(zhǔn)（非典型或無(wú)碳化物）貝氏體，并成功研制了系列準(zhǔn)貝氏體鋼。與一般結(jié)構(gòu)鋼相比，新型準(zhǔn)貝氏體鋼具體更好的強(qiáng)韌性配合，其力學(xué)性能超過(guò)了典型貝氏體鋼、調(diào)質(zhì)鋼和超高強(qiáng)度鋼。山東工業(yè)大學(xué)李風(fēng)照等[12]根據(jù)貝氏體相變?cè)?，通過(guò)合理控制成分和優(yōu)化冷卻制度，并運(yùn)用細(xì)晶強(qiáng)化、彌散強(qiáng)化等主要強(qiáng)韌化機(jī)制及其迭加效應(yīng)，采用微合金變質(zhì)處理，開發(fā)了隱晶或細(xì)針狀貝氏體的高品質(zhì)貝氏體或高級(jí)貝氏體體鋼。此外北京科技大學(xué)的賀信萊，楊善武，王學(xué)敏等[13]人在低碳貝氏體鋼的理論與實(shí)際應(yīng)用方面也有著很好的業(yè)績(jī)。我國(guó)低碳貝氏體鋼的控軋控冷研究和應(yīng)用相對(duì)較晚，在20世紀(jì)80年代初才開始這方面的工作。武鋼[14，15]于1999年開始試制板厚12～30mm，抗拉強(qiáng)度達(dá)到590MPa、685MPa級(jí)別的低（超低）碳貝氏體結(jié)構(gòu)板，產(chǎn)品采用鐵水預(yù)脫硫、RH真空處理工藝降低C含量，增添MoBVNb等合金元素，且需熱處理。濟(jì)鋼[16]研制開發(fā)了一種新型的貝氏體高強(qiáng)鋼（CSiMnCr系），其特點(diǎn)是鋼中不加入昂貴的Ni、Mo、B等元素，而用少量普通元素V、Mn、Cr合金化，以低廉的合金成本代價(jià)就能使鋼板TMCP處理后空冷自硬，從而節(jié)約大量熱處理費(fèi)用，降低了生產(chǎn)成本和生產(chǎn)難度。攀枝花鋼鐵公司與清華大學(xué)、二汽合作開發(fā)的貝氏體微合金非調(diào)質(zhì)鋼12Mn2VB代替45調(diào)質(zhì)鋼制造汽車前軸，效果良好。寶鋼[17]研究了MnMoNbB系超低碳貝氏體鋼的鋼坯加熱、控制軋制、控制冷卻、時(shí)效處理諸因素與鋼力學(xué)性能的關(guān)系，生產(chǎn)了620MPa、690MPa等兩個(gè)級(jí)別的鋼板。鞍鋼[18]采用控軋控冷工藝試制了HQ590DB低碳貝氏體鋼板。其終軋溫度為800～850℃，控制終冷溫度為590～630℃，獲得鐵素體和板條狀貝氏體組織，鋼板抗拉強(qiáng)度達(dá)650～690MPa，屈服強(qiáng)度達(dá)490～590MPa，延伸率為20%，并具有良好的成形性能。采用奧氏體再結(jié)晶、未再結(jié)晶、奧氏體與鐵素體兩相區(qū)三段控制工藝并配合相應(yīng)的壓下率，舞鋼試制成功了低碳貝氏體鋼WDB6DB690及WH70[19]。實(shí)踐證明，采用合金化與控軋控冷工藝技術(shù)是生產(chǎn)強(qiáng)度高、韌性好、可焊性優(yōu)良且成本低的貝氏體鋼板的最好方法。國(guó)內(nèi)對(duì)低碳貝氏體鋼的研發(fā)大部分停留在試驗(yàn)研究階段，只有個(gè)別廠家成功生產(chǎn)出低碳貝氏體鋼。高強(qiáng)度低碳貝氏體鋼被國(guó)際上公認(rèn)為21世紀(jì)鋼種，國(guó)外在20世紀(jì)80年代才開始進(jìn)行研制。與普通低合金鋼相比，該鋼種由于碳含量下降，在保證高強(qiáng)度的條件下，仍能保持很高的韌性，并在惡劣環(huán)境下能滿足焊接性能，其應(yīng)用范圍廣泛，可用于石油管線、艦船、大型結(jié)構(gòu)件及海洋設(shè)施等方面。近些年，在機(jī)械、汽車等行業(yè)，非調(diào)質(zhì)鋼替代傳統(tǒng)的調(diào)質(zhì)鋼已經(jīng)獲得了廣泛的應(yīng)用。制造大型貯罐及運(yùn)輸船都采用非調(diào)質(zhì)處理鋼和微合金化中厚板鋼。汽車工業(yè)發(fā)達(dá)的日本，其非調(diào)質(zhì)鋼發(fā)展最為活躍，川崎制鐵開發(fā)出具有耐大氣腐蝕性的非調(diào)質(zhì)低碳貝氏體型中厚鋼板?？绽湄愂象w鋼屬于非調(diào)質(zhì)鋼中的一類。在生產(chǎn)中可將熱加工成型工序與熱淬火工序合并，空冷自硬，省去了淬火工序，不僅節(jié)約了能源，簡(jiǎn)化了工藝，提高了生產(chǎn)效率，而且可以避免由于淬火引起的變形、開裂及氧化、脫碳等熱處理缺陷?？绽湄愂象w鋼具有良好的綜合力學(xué)性能，不僅提高了產(chǎn)品的質(zhì)量，而且延長(zhǎng)了產(chǎn)品的使用壽命，應(yīng)用前景非常廣闊?？绽湄愂象w鋼應(yīng)用于制造汽車前軸，由于其熱加工性能良好，同時(shí)由于具有優(yōu)良的強(qiáng)韌度配合，故可提高前軸的質(zhì)量及壽命。因此，對(duì)汽車前軸這類關(guān)鍵的保安件來(lái)說(shuō)，采用空冷貝氏體鋼制造，不僅經(jīng)濟(jì)效益顯著，而且對(duì)保證汽車質(zhì)量具有重要意義。1998年重汽集團(tuán)公司與唐山貝氏體鋼總廠聯(lián)合開發(fā)了斯太爾汽車前軸用貝氏體鋼，其性能優(yōu)良，力學(xué)性能可達(dá)到:屈服強(qiáng)度≥500MPa，抗拉強(qiáng)度≥900MPa，延伸率≥17%，斷面收縮率≥61%。耐磨鋼球是廣泛用于礦山、冶金、電力、建材和化工等行業(yè)的重要易耗件，國(guó)內(nèi)年耗量高達(dá)100萬(wàn)噸，國(guó)際市場(chǎng)容量在500萬(wàn)噸。目前使用的各種材料不僅成本高，而且由于硬度高、韌性差而使破碎率高。低碳貝氏體耐磨鋼球從表面到心部都具有高硬度、高韌性、低破碎率，且工藝簡(jiǎn)單，低成本，生產(chǎn)效率高。低碳貝氏體鋼還可應(yīng)用于制作塑料模具、模塊、貝氏體鋼彈簧、建筑用高強(qiáng)度鋼筋、鐵路道岔、油田用抽油桿和作為工程結(jié)構(gòu)及標(biāo)準(zhǔn)件用鋼等?？傊吞钾愂象w鋼種的研制與開發(fā)越來(lái)越引起材料界和工業(yè)行業(yè)的極大興趣。目前國(guó)內(nèi)各特殊鋼廠都相繼研制開發(fā)出一系列低碳貝氏體鋼。低碳貝氏體鋼的應(yīng)用也正在不斷深入國(guó)內(nèi)各工業(yè)行業(yè)，所產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)效益也日益得到人們的認(rèn)可。隨著國(guó)際、國(guó)內(nèi)經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展和我國(guó)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整，國(guó)內(nèi)外鋼材市場(chǎng)消費(fèi)發(fā)生了較大的變化，其中低合金高強(qiáng)度鋼的市場(chǎng)需求增加幅度越來(lái)越大。目前，邯鋼中板生產(chǎn)線已能大量生產(chǎn)普碳鋼、Q345，也能生產(chǎn)少量的船板、容器板、鍋爐板等系列產(chǎn)品，并取得了良好的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，但生產(chǎn)低合金高強(qiáng)度鋼板的品種較為單一。《邯鋼“十一五”鋼材品種生產(chǎn)及科技發(fā)展規(guī)劃》指出邯鋼中長(zhǎng)期鋼材品種的發(fā)展方向和目標(biāo):到2007年板帶比由50%提升至80%，板帶材以建筑、造船、工程機(jī)械用熱軋中厚鋼板和板卷，汽車、家電、集裝箱用薄板系列為主體的品種結(jié)構(gòu)。%，最終形成以自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)為主導(dǎo)的板帶品種研發(fā)基地。邯鋼新近引進(jìn)了大板坯連鑄機(jī)與新中板軋機(jī)等新設(shè)備，以調(diào)整產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，提高工藝設(shè)備水平，為提高邯鋼產(chǎn)品的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力提供了設(shè)備保證。 很明顯，低碳貝氏體鋼的研發(fā)符合邯鋼中長(zhǎng)期鋼材品種的發(fā)展方向和目標(biāo)，對(duì)于提高邯鋼鋼材產(chǎn)品的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力、形成以自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)為主導(dǎo)的板材品種研發(fā)平臺(tái)具有積極的推動(dòng)作用。除此之外，寶鋼、首鋼、鞍鋼、濟(jì)鋼等國(guó)內(nèi)大型鋼鐵集團(tuán)都對(duì)低碳貝氏體鋼的生產(chǎn)制定了明確的規(guī)格和生產(chǎn)工藝，已及低碳北市鋼的長(zhǎng)期發(fā)展計(jì)劃。低碳貝氏體鋼以其性能價(jià)格比方面具有的明顯優(yōu)勢(shì)，在我國(guó)的應(yīng)用前景將十分廣闊。貝氏體系列鋼的研究目前仍處于貝氏體相變機(jī)理研究與貝氏體鋼的開發(fā)與推廣應(yīng)用階段。 在研發(fā)低碳貝氏體鋼方面，應(yīng)開展以下兩方面的研究工作:(1)低碳貝氏體鋼產(chǎn)品品種的開發(fā)除對(duì)現(xiàn)有低碳貝氏體鋼的生產(chǎn)工藝進(jìn)行完善與優(yōu)化外，還應(yīng)不斷開發(fā)新的低碳貝氏體鋼品種，擴(kuò)大貝氏體鋼產(chǎn)品的應(yīng)用范圍。低碳貝氏體鋼在模具用鋼、耐磨耐沖擊鋼、工程構(gòu)件用鋼等領(lǐng)域的開發(fā)研究將進(jìn)一步深入，同時(shí)研究開發(fā)低碳貝氏體鋼在彈簧、建筑用高強(qiáng)度鋼筋、齒輪、標(biāo)準(zhǔn)件等方面的使用。(2)加強(qiáng)控軋控冷低碳貝氏體鋼的研制從低碳貝氏體鋼的發(fā)展趨勢(shì)來(lái)看，開發(fā)研制控軋控冷貝氏體鋼是十分必要的。低碳貝氏體鋼中厚板通過(guò)控軋控冷不僅可以充分細(xì)化組織，大幅度提高鋼的綜合性能，而且控軋控冷貝氏體鋼勿需熱處理工序，節(jié)能又節(jié)省合金資源，因此生產(chǎn)成本明顯降低，從而具有廣闊的應(yīng)用前景。2研究貝氏體組織的意義與分類20世紀(jì)年代末，Robertson[20]首次在鋼種發(fā)現(xiàn)后來(lái)被命名為貝氏體的中溫轉(zhuǎn)變產(chǎn)物，事實(shí)上Ronertson當(dāng)時(shí)對(duì)此未給予足夠重視。20世紀(jì)30年代初，Dabenport和bain[21]在研究奧氏體于150℃（馬氏體形成溫度）550℃（珠光體形成溫度）之間等溫冷卻轉(zhuǎn)變時(shí)，發(fā)現(xiàn)奧氏體分解產(chǎn)生一種新的組織，該組織形態(tài)呈針狀，每個(gè)針是由易腐蝕聚合物組成，但由于分析手段限制，當(dāng)時(shí)無(wú)法對(duì)此聚合物進(jìn)行組織結(jié)構(gòu)鑒定。此外，在同一材料中，與珠光體和馬氏體組織對(duì)比可知，它們之間存在著顯著差別。共析鋼在不同溫度等溫時(shí)，其分解產(chǎn)物是不同形態(tài)的組織，720℃等溫時(shí)，其分解產(chǎn)物是層片狀珠光體組織，290℃等溫時(shí)，獲得針狀組織，180℃等溫時(shí)，獲得馬氏體組織。 觀察上述針狀組織時(shí)發(fā)現(xiàn)[22]，針狀組織在侵蝕劑中的腐蝕速度顯著高于馬氏體，但比屈尸體(細(xì)珠光體)低，因此當(dāng)時(shí)曾被稱為馬氏體屈尸體（簡(jiǎn)稱MT組織），即后來(lái)被稱為貝氏體的組織。盡管于1934年，Bain實(shí)驗(yàn)室工作人員為紀(jì)念Bain，已經(jīng)提出了貝氏體這個(gè)術(shù)語(yǔ)，但隨后的一段時(shí)間，Bain及其同事[23]，通常仍謹(jǐn)慎地將這種組織稱之為未命名的、易侵蝕的、在某種程度上與馬氏體像是的針狀聚合物。由于在貝氏體相變這個(gè)問(wèn)題上，國(guó)內(nèi)和國(guó)外的貝氏體研究專家有很大的分歧，特變是關(guān)于貝氏體的相變?cè)?，表面浮凸等，所以關(guān)于貝氏體的定義不同學(xué)派的學(xué)者有各自不同的定義。目前被普遍認(rèn)可的貝氏體定義[24]是指過(guò)冷奧氏體在中溫形成的片狀或板條狀產(chǎn)物。板條或片狀形態(tài)均值鐵素體，碳化物分布于鐵素體條片間或其內(nèi)部，碳化物也可能延遲析出。此時(shí)，貝氏體只由鐵素體組成，有色合金貝氏體則由單相組成。貝氏體轉(zhuǎn)變至少伴隨如下特征。（1） 呈板條狀或條狀；（2） 相變過(guò)程伴隨形成規(guī)則的表面浮凸，但浮凸形態(tài)上不具有不變平面應(yīng)變特征，常呈帳篷形。需要指出的是粒狀貝氏體在SEM下觀察發(fā)現(xiàn)，其內(nèi)部鐵素體也呈板條狀。由于貝氏體的形成溫度范圍寬，鋼的化學(xué)成分對(duì)組織的形態(tài)影響復(fù)雜，使得貝氏體組織形態(tài)多樣化。一般而言，貝氏體由鐵素體和滲碳體兩相構(gòu)成。在轉(zhuǎn)變溫度較高時(shí)，相變產(chǎn)物在光學(xué)顯微鏡下呈羽毛狀的上貝氏體，轉(zhuǎn)變溫度較低時(shí)，相變產(chǎn)物呈針狀的下貝氏體。50年代后期，Habraken[25]發(fā)現(xiàn)低碳及中碳合金鋼中的粒狀貝氏體組織。除了上述幾種形態(tài)的貝氏體組織外，還有無(wú)碳化物貝氏體、柱狀貝氏體、反常貝氏體、塊狀貝氏體等概念。 研究貝氏體組織的意義自二 十 世 紀(jì)三十年代初Davenport和Bain發(fā)現(xiàn)貝氏體組織以來(lái)，很多學(xué)者對(duì)貝氏體組織的精細(xì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行了深入研究和分析通過(guò)對(duì)低碳貝氏體鋼組織性能的研究，不但有助于深入了解貝氏體相變形成的機(jī)制，而且有力于建立組織和性能的關(guān)系，從而分析低碳貝氏體鋼的強(qiáng)化機(jī)制，以及合金元素的影響，從而在實(shí)際生產(chǎn)中得到性能更好的低碳貝氏體鋼，因此研究低碳貝氏體鋼組織性能有重要的理論與實(shí)際意義。表21與貝氏體組織命名相關(guān)的術(shù)語(yǔ)分類依據(jù)組織命名說(shuō)明碳化物分布上貝氏體θ在α條間下貝氏體θ與α長(zhǎng)軸呈55176。60夾角176。無(wú)碳化物貝氏體無(wú)θ析出BⅠ，BⅡ，BⅢ鐵素體形態(tài)塊狀貝氏體柱狀貝氏體粒狀貝氏體羽毛狀貝氏體與上貝氏體對(duì)應(yīng)針狀貝氏體合金成分低碳貝氏體中碳貝氏體高碳貝氏體成分、形態(tài)及碳化物分布綜合信息上貝氏體羽毛狀 中高碳合金下貝氏體片狀 中高碳合金低碳貝氏體板條束狀θ在α板條之間成分、形態(tài)及碳化物分布綜合信息低碳下貝氏體板條束狀θ與α長(zhǎng)軸呈55176。60夾角176。粒狀貝氏體θ與α長(zhǎng)軸呈55176。60夾角176。針狀貝氏體α呈板條束，小島半連續(xù)且平行于α其它反常貝氏體θ優(yōu)先形成，然后α在θ上長(zhǎng)大關(guān)于貝氏體組織形態(tài)的分類，存在各種不同的依據(jù)，從而導(dǎo)致了許多命名。從上表可以看出，含碳量及其它合金元素對(duì)貝氏體的組織形態(tài)有很大影響，此外熱處理工藝對(duì)貝氏體的組織也有較大的影響。上貝氏體是貝氏體的基本形態(tài)之一。上貝氏體通常發(fā)生于貝氏體轉(zhuǎn)變的高溫區(qū)內(nèi)，典型的上貝氏體為兩相組織，是由成束近似平行排列的板條鐵素體和夾在條間析出的斷續(xù)的碳化物構(gòu)成的非層狀組合體。在光鏡下，通?？梢杂^察到上貝氏體中的鐵素體條，但不能鑒別條間析出的碳化物。鐵素體呈長(zhǎng)條狀，并且往往是在奧氏體晶界首先形核并向晶內(nèi)平行長(zhǎng)大，由于靠近形核部位(原奧氏體晶界)處，尺寸較大，前端尺寸較小，導(dǎo)致上貝氏體組織總體呈羽毛狀；因此上貝氏體的二維形態(tài)常被描述為羽毛狀。根據(jù)垂直雙磨面分析，上貝氏體的鐵素體為板條形，所謂羽毛狀特征實(shí)際是反映了板條束在某一方向上的截面。一般認(rèn)為典型上貝氏體中的碳化物是滲碳體。碳化物形態(tài)為片狀或桿狀，多以不連續(xù)的方式分布于鐵素體板條之間。上貝氏體由板條狀鐵素體組成。它優(yōu)先在原奧氏體晶界形核，領(lǐng)先相是鐵素體，然后向一側(cè)奧氏體長(zhǎng)大。上述板條狀鐵素體呈長(zhǎng)條狀。碳化物在鐵素體之間析出，碳化物的析出方向與貝氏體鐵素體板條束方向平行。上貝氏體的形成溫度越低，過(guò)冷度越大，新相和母相之間的體積自由能差值越大，相變驅(qū)動(dòng)力也越大，故忒素體板條束的數(shù)量越多。 （350℃） 下貝氏體典型的下貝氏體也是鐵素體和碳化物構(gòu)成的兩相組織，；其具有以下特征：(l)由下貝氏體鐵素體片及其內(nèi)部單向分布的碳化物所組成。下貝氏體鐵素體片經(jīng)實(shí)驗(yàn)和分析證實(shí)，它的三維空間形態(tài)呈雙凸鏡狀，其厚/長(zhǎng)比因鋼碳量增多和形成溫度的降低而減小，具有碳過(guò)飽和度。下貝氏體碳化物通常為ε碳化物或滲碳體，呈薄片狀，與鐵素體板條長(zhǎng)軸呈55～60176。夾角，常為單變體亦發(fā)現(xiàn)雙變體的體亦發(fā)現(xiàn)雙變體的。 (2)下貝氏體鐵素體具有位錯(cuò)亞結(jié)構(gòu)，即使它的形成溫度低于Ms點(diǎn)，仍然維持這種亞結(jié)構(gòu)，位錯(cuò)密度隨等溫形成溫度降低而增高。偶爾在上、下貝氏體鐵素體中見(jiàn)到孿晶，經(jīng)分析證實(shí)，并非為相變孿晶。(3)盡管下貝氏體亦優(yōu)先在奧氏體晶界上形成，但大量的下貝氏體還是形成于晶粒內(nèi)，并在局部區(qū)域內(nèi)密集堆積。(4)下貝氏體鐵素體片實(shí)際上由條狀亞單元和基元塊組成，基元塊中有碳化物。(5)顯示爆發(fā)型形態(tài)。 “下貝氏體類似于回火的高碳馬氏體”被認(rèn)為是經(jīng)典的概括。它的依據(jù)是兩者都是過(guò)飽和固溶碳的鐵素體片的脫溶沉淀組織。但在晶體學(xué)細(xì)節(jié)上其間有很多差別，就如亞結(jié)構(gòu)類型和碳化物分布方式。至今的理論分析和實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，下貝氏體鐵素體的亞結(jié)構(gòu)為位錯(cuò)，不存在相變孿晶。雖亦在其中觀察到兩種變體的碳化物，它的存在現(xiàn)尚難定論。Mehl[25]曾認(rèn)為，對(duì)大多數(shù)碳鋼及低合金鋼，上、下貝氏體的分界溫度約為350℃，且?guī)缀醪浑S成分變化，這等于說(shuō)在350℃左右，貝氏體組織形態(tài)將發(fā)生突然改變。但picking[26] 發(fā)現(xiàn)，上、下貝氏體分界溫度受合金含量的影響，隨著碳含量升高，分界溫度下降。50年代后期，Habraken[27]等在低碳及中碳