【正文】 體晶粒內(nèi)部的形核速率，最終得到細小的鐵素體組織。 低碳貝氏體鋼的控制軋制 控制軋制的概念控制軋制過去只是簡單的理解為低溫軋制，它是指在比常規(guī)軋制溫度稍低的條件下，采用強化壓下和控制冷卻措施來提高熱軋鋼的強度和韌性等綜合性能的一種軋制方法。在鋼中加入銅還可以提高鋼的抗疲勞力。超過時效峰值溫度后，鋼處于過時效狀態(tài)，隨時效溫度的提高，鋼的硬度下降[34]。鋼中含一定量的Mn時，可使過冷奧氏體轉(zhuǎn)變曲線上存在明顯的河灣，并顯著推遲高溫轉(zhuǎn)變，使鋼的上、下C曲線分離，尤其是Mn與B相結(jié)合，使高溫轉(zhuǎn)變的孕育期明顯長于中溫轉(zhuǎn)變，這樣有利于在較寬的冷速范圍內(nèi)，獲得完全的貝氏體組織。 C含量的控制范圍%以下(%~%)。 相變強化鋼的性能取決于鋼的組織結(jié)構(gòu)，而組織結(jié)構(gòu)的主導是由相變決定的。 位錯和亞晶強化位錯強化也是鋼鐵材料中最為有效的強化方式之一。固溶強化分為兩類：間隙式固溶強化和置換式固溶強化。 析出強化在微合金鋼中經(jīng)常加入微量Nb、V、Ti等合金元素。晶粒細化是唯一能夠同時提高鋼的強度和韌性的方法。另一方面又要保證在大延伸力的作用下位錯運動仍有可能產(chǎn)生，即保持有足夠的延伸性。 粒狀貝氏體組織 圖粒狀貝氏體形成時伴隨表面浮凸效應，但浮凸形態(tài)不具備平面應變特征。 “下貝氏體類似于回火的高碳馬氏體”被認為是經(jīng)典的概括。下貝氏體鐵素體片經(jīng)實驗和分析證實，它的三維空間形態(tài)呈雙凸鏡狀，其厚/長比因鋼碳量增多和形成溫度的降低而減小，具有碳過飽和度。一般認為典型上貝氏體中的碳化物是滲碳體。60夾角176。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。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。2研究貝氏體組織的意義與分類20世紀年代末，Robertson[20]首次在鋼種發(fā)現(xiàn)后來被命名為貝氏體的中溫轉(zhuǎn)變產(chǎn)物，事實上Ronertson當時對此未給予足夠重視。 很明顯，低碳貝氏體鋼的研發(fā)符合邯鋼中長期鋼材品種的發(fā)展方向和目標，對于提高邯鋼鋼材產(chǎn)品的市場競爭力、形成以自主知識產(chǎn)權(quán)為主導的板材品種研發(fā)平臺具有積極的推動作用?？傊吞钾愂象w鋼種的研制與開發(fā)越來越引起材料界和工業(yè)行業(yè)的極大興趣?？绽湄愂象w鋼具有良好的綜合力學性能，不僅提高了產(chǎn)品的質(zhì)量，而且延長了產(chǎn)品的使用壽命，應用前景非常廣闊。國內(nèi)對低碳貝氏體鋼的研發(fā)大部分停留在試驗研究階段，只有個別廠家成功生產(chǎn)出低碳貝氏體鋼。武鋼[14，15]于1999年開始試制板厚12～30mm，抗拉強度達到590MPa、685MPa級別的低（超低）碳貝氏體結(jié)構(gòu)板，產(chǎn)品采用鐵水預脫硫、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。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)三段控軋工藝并配合壓下率，舞鋼試制成功了低碳貝氏體鋼WDB620，DB690及WH70[13].清華大學方鴻生等[10]在研究中發(fā)現(xiàn)，Mn在一定含量時，可使過冷奧氏體等溫轉(zhuǎn)變曲線上存在明顯的上、下C曲線分離。巴西學者[7這兩種鋼均需回火處理。作為船體和石油天然氣管線用鋼，顯示出該鋼種高的強度和優(yōu)異的低溫韌性，以及很高的社會經(jīng)濟效益，從而引起世界各國研究者和鋼鐵工業(yè)界的重視?，F(xiàn)代社會隨著人類的自然社會的破壞，使得自然災害越來越多，以及沿海城市的臺風，這就對未來的建筑用鋼了更高的要求，要求材料的性能更加的優(yōu)良，具有一定的抗震能力。如有可能，應盡量用《漢語主題詞表》等詞表提供的規(guī)范詞。得到了兩種鋼的組織精細結(jié)構(gòu)以及非金屬夾雜物的形貌及成分，分析了這些夾雜物對低碳貝氏體鋼性能的影響。低碳貝氏體鋼的性能還與軋制工藝有著密切的關系，特別是控制終軋溫度能夠明顯改善低碳貝氏體鋼的組織，一般把低碳貝氏體鋼的終軋溫度降低到1000℃左右能夠明顯提高低碳貝氏體鋼的強韌性。鋼鐵材料作為傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)材料，是創(chuàng)造現(xiàn)代文明的基礎材料，足夠數(shù)量的優(yōu)質(zhì)鋼鐵是各國實現(xiàn)工業(yè)化的必要條件，因而，開發(fā)新一代鋼鐵材料己經(jīng)引起了世界各國的高度重視，研究新一代鋼鐵材料己是當今國際上科技發(fā)展的重要方向之一。兩種鋼均是低碳貝氏體鋼。日本新日鐵公司在貝氏體非調(diào)質(zhì)鋼的研發(fā)中多添加微合金化元素，這類鋼在很寬的冷卻范圍內(nèi)都可以獲得貝氏體組織，并可獲得更好的低溫性能，適合于強度高、韌性好的汽車行走系部件。McEvily于1967年研制出采用Mn、Mo、Ni、Nb合金化的ULCB鋼，經(jīng)熱機械控制（TMCP）處理后，屈服強度達到700MPa，且具有良好的低溫韌性和焊接性能，日本鋼鐵公司研制了X70和X80超低碳控軋貝氏體鋼，其屈服強度高于500MPa，脆性轉(zhuǎn)變溫度（FATT）小于80℃，它既可以作為低溫管線鋼，也可作為艦艇系列用鋼。我國低碳貝氏體鋼的控軋控冷研究與應用相對較晚，目前我國鞍鋼、武鋼、舞鋼、濟鋼和寶鋼等企業(yè)均生產(chǎn)過不同級別的低碳貝氏體鋼板。山東工業(yè)大學李風照等[12]根據(jù)貝氏體相變原理，通過合理控制成分和優(yōu)化冷卻制度，并運用細晶強化、彌散強化等主要強韌化機制及其迭加效應，采用微合金變質(zhì)處理，開發(fā)了隱晶或細針狀貝氏體的高品質(zhì)貝氏體或高級貝氏體體鋼。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，鋼板抗拉強度達650～690MPa，屈服強度達490～590MPa，延伸率為20%，并具有良好的成形性能。汽車工業(yè)發(fā)達的日本，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。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。《邯鋼“十一五”鋼材品種生產(chǎn)及科技發(fā)展規(guī)劃》指出邯鋼中長期鋼材品種的發(fā)展方向和目標:到2007年板帶比由50%提升至80%，板帶材以建筑、造船、工程機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)。低碳貝氏體鋼在模具用鋼、耐磨耐沖擊鋼、工程構(gòu)件用鋼等領域的開發(fā)研究將進一步深入，同時研究開發(fā)低碳貝氏體鋼在彈簧、建筑用高強度鋼筋、齒輪、標準件等方面的使用。盡管于1934年，Bain實驗室工作人員為紀念Bain，已經(jīng)提出了貝氏體這個術語，但隨后的一段時間，Bain及其同事[23]，通常仍謹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。由于貝氏體的形成溫度范圍寬，鋼的化學成分對組織的形態(tài)影響復雜，使得貝氏體組織形態(tài)多樣化。無碳化物貝氏體無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應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長軸呈55176。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。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。(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。Mehl[25]曾認為，對大多數(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，這等于說在350℃左右，貝氏體組織形態(tài)將發(fā)生突然改變。提高鋼的強度首先要提高屈服強度，金屬的屈服過程是一種塑性變形過程，它是在結(jié)晶學的優(yōu)先平面上產(chǎn)生一種間斷的滑移步驟，從而形成了位錯運動。晶粒越細小，則晶界越多，阻礙位移滑移的作用也越大，最終使金屬材料的屈服強度升高。細化晶粒的方法一般包括細化相變前的奧氏體晶粒、增加奧氏體內(nèi)部形核質(zhì)點和快速冷卻等方法。固溶強化的機制是：合金組元溶入基體金屬的晶格形成固溶體后，使晶格發(fā)生畸變。因此置換式固溶強化成本很高。當這些亞結(jié)構(gòu)的位錯墻呈松散的纏結(jié)形貌時，稱為“胞狀結(jié)構(gòu)”，當位錯墻變窄且輪廓分明時，則稱亞晶。B的加入是為了獲得高的強度，為了保證B元素的作用須添加Ti來固定雜質(zhì)元素O、N，避免B的燒損，并形成TiN、TiO，對于細化晶粒十分有效。 B在低碳貝氏體鋼中的作用為了獲得高的強度，加入成本較低的B元素來增加鋼的淬硬性。因此銅在國際上被成功的應用于有抗腐蝕性能要求的結(jié)構(gòu)鋼[33]。銅還可以改善成型性和機加工性。另外，微量Nb、Ti的綜合加入，可大大加速高溫變形后應變誘導析出，它們明顯穩(wěn)定變形奧氏體中的位錯結(jié)構(gòu)，并阻止新相繼續(xù)長大。在這一階段內(nèi)，通過再結(jié)晶獲得細小的奧氏體晶粒，最終導致鐵素體晶粒的細化。 軋后控冷對組織的影響軋后加速冷卻是形變熱處理的進一步發(fā)展、完善的形式。 加熱溫度對控軋效果的影響奧氏體晶粒尺寸的大小直接影響到軋后的晶粒尺寸。（2）光學鏡下觀察試樣組織 把經(jīng)過腐蝕的試樣放在400倍的光學顯微鏡下觀察組織，分別在橫向和軋向上觀察組織的特征，然后拍照。滲碳體分布在鐵素體板條之間，沿長軸方向呈短桿狀、鏈狀或粒狀不連續(xù)排列。在掃描電鏡下（），可以看到與上貝氏體組織相比，SM570H組織內(nèi)部的鐵素體板條長度方向較短，橫向較寬，但是鐵素體的形態(tài)十分相似。2）SM570H中的夾雜物分析：相比Q550D中的非金屬夾雜物，SM570H中的非金屬夾雜物比較大，且光澤度比較高，透明度也高，主要是由于Al的含量比較高引起的，此外夾雜物平面形狀也比較有規(guī)則，呈菱形狀，邊長大約為6um。通常上貝氏體中的碳化物主要為滲碳體，下貝氏體中的碳化物通常為滲碳體或ε碳化物。(3) 在低碳貝氏體鋼中的一些微量元素如Al，Mn能夠?qū)ω愂象w鋼有強化作用，主要是彌散強化和固溶強化。19:126．[28] Y．Bergstrom，H．Hallen．HallPetch relationships of iron and steel．Metal Science，1983，17（7）：341～347．[29] 包永千．金屬學基礎．北京：冶金工業(yè)出版社，1986：315．[30] 鄧永瑞，許洋 ，趙青．固態(tài)相變．北京：冶金工業(yè)出版社，1996：130．[31] 馬成勇，田志凌，林則峪等．超低碳貝氏體鋼及其焊接特性．鋼鐵，2002，37（6）：68～73．[32] 尚成嘉，賀信萊．高性能低碳貝氏體鋼的組織控制、細化原理及其應用．Nb微合金化技術高級研討專題報告集，2005．20～26．[33] S．S．Ghasmi Banadkouki， D．PDunne． Age Hardening in a CuBearing High Strength Low Alloy Steel． ISIJ International，1996，36(1)：61～67．[34] 王學敏，周桂峰，楊善武等．不同Cu含量超低碳鋼的時效行為．金屬學報，2000，36(2)：113～119． [35] 朱麗慧，趙欣新，顧海澄等．關于鋼中銅合金化的再認識．鋼鐵，1999，34(3)：71~75．[36] Y．Bergstrom，H．Hallen．HallPetch relationships of iron and steel．Metal Science，1983，17（7）：341～347．[37] , of controlledrolling parameters on the ageing response of HSLA80 steel. Journal of materials processing technology, 2008,197(1): 374378[38] William Roberts． Recent Innovations in Alloy Design and Processing of Microalloyed Steels．International Conference on Technology and Applications HSLA steels． Philadelphia，Pennsylvania，American，36October 1983：33～65．[39] J. Brnic, G. Turkalj, M. Canadija, D. Lanc .Creep behavior of highstrength lowalloy steel at elevated temperatures. Materials Science and Engineering A .2009,499(1):2327附 錄A附表31 貝氏體中的碳化物分布碳化物晶系Fe（M）/Cκ六方a=，c=ε六方a=，c=～3χ單斜，a=, b=,c=,b=η正交，a=, b=, c=2Fe3C正交，a=，b=,c=M7C3正交，a=, b=,c=7/3正交，a=,b=,c=正交,a=,b=,c=正交,a=,b=,c=立方，a=23/6立方，a=6c三斜，a=, b=, c=,a=90176。鈮引起的彌散強化是第二因素。0}在840℃時，{0 }0{%，{0The age hardening of copper steels,generally performed under temperatures from 500 ?C to 600 ?C, promotes the precipitation of copperrich particles, with diameter from 2nm to 45nm. }0{經(jīng)過時效硬化的銅合金，一般在低于500到600攝氏度時促進銅顆粒的沉淀富集，直徑在2nm到45nm0} ，{0This phase preferentially nuc