【正文】 ，因而，開發(fā)新一代鋼鐵材料己經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。得到了兩種鋼的組織精細結構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?，F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。這兩種鋼均需回火處理。采用奧氏體再結晶，未再結晶，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，Mn在一定含量時，可使過冷奧氏體等溫轉變曲線上存在明顯的上、下C曲線分離。國內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出低碳貝氏體鋼?？傊?，低碳貝氏體鋼種的研制與開發(fā)越來越引起材料界和工業(yè)行業(yè)的極大興趣。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)現后來被命名為貝氏體的中溫轉變產物，事實上Ronertson當時對此未給予足夠重視。50年代后期，Habraken[25]發(fā)現低碳及中碳合金鋼中的粒狀貝氏體組織。一般認為典型上貝氏體中的碳化物是滲碳體。 “下貝氏體類似于回火的高碳馬氏體”被認為是經典的概括。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生，即保持有足夠的延伸性。 析出強化在微合金鋼中經常加入微量Nb、V、Ti等合金元素。 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。 C含量的控制范圍%以下(%~%)。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]。 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。在工業(yè)生產中，綜合采用控制軋制與加速冷卻有很多優(yōu)點[38]。 Q550D中的非金屬夾雜物 SM570H中的非金屬夾雜物 金相組織分析1）Q550D的橫向組織分析：、橫向中間在400倍下的顯微組織。 非夾雜物形貌分析1)Q550D中的夾雜物分析：鋼中非金屬夾雜物主要來自鋼的冶煉和澆注過程，主要是硫化物，氧化物，硅酸鹽，氮化物等。然而碳化物如果太多的話，會明顯降低貝氏體鋼的塑性，所以綜合考慮，貝氏體鋼中的碳化物分布不易過多，而且盡量 彌散分布。附 錄B原文附 錄C譯文控制軋制參數對低合金高強度80鋼時效的影響. Gornia, . Meib.摘要{0The addition of copper to microalloyed steels in order to promote precipitation hardening is one of the approaches adopted to develop new materials with high mechanical strength but minimized carbon content to assure good weldability. }0{把銅加入到微合金鋼中促進沉淀強化是一種可以獲得有較高機械強度性能的方法，但是也要盡量使其碳當量最小，從而保證鋼具有良好的焊接性。0}{0Although copper precipitation hardened microalloyed steels are already being used since 30 years ago, relatively few studies were developed about the effect of controlledrolling parameters over the age hardening response of suchmaterial. }0{雖然銅的沉淀強化早在三十年以前就已經使用了，但是關于控制軋制參數對時效效應的研究發(fā)展相對緩慢，0}{0For example, it is known that the use of accelerated cooling immediately after hot rolling enhances this response, as there is less time available for an undesired copper precipitation in austenite during plate cooling (Abe et al., }0{例如：眾所周知，在熱軋后快速冷卻可以提高時效效應，因為只有很短的時間獲得期望的銅沉淀在奧氏體屏級冷卻期間[3]。 the atomic diameter of both is quite similar. 銅}0{合金元素并不和鐵形成金屬間化合物；兩種原子之間的直徑是非常相近的。Hardenability in steels,Climax Molybdenum ,MI,1967:109132．[27] Habraken L J:,1957。在SM570H中含有較多的Al，雖然Al對材料有著彌散強化得作用[39],但是Al含量太多，會影響軋制工藝，從而影響材料的性能，所以材料中的微量元素一定要適量貝氏體中碳化物的類型 、形態(tài)和數量取決于形成溫度和合金的成分。同樣，在中部的組織比邊部的組織粗大，也是由于冷卻速度不同造成的。（3）光學顯微鏡下分析軋向與橫向的組織（4）利用掃描電鏡分析夾雜物的成分，形態(tài)與分布（1）制備試樣 首先把Q550D，SM570H（各兩個）鋼線切割成1210mm的條形試樣，通過砂紙把軋向和橫向上打磨光滑，然后在拋光機上拋光，并用4%的硝酸酒精溶液侵蝕。 低碳貝氏體鋼終軋溫度的控制控制材料的終軋溫度對材料的性能有這重要的意義，試驗證明在終軋溫度為1000℃以下時能夠明顯改善材料的晶粒度[37]，從而改善貝氏體鋼的性能 。高溫變形后的冷卻過程中，Nb原子在晶界的偏聚會極大的阻礙新相在晶界處形核，從而使先共析鐵素體生成區(qū)明顯右移，保證了這類鋼能在很寬的冷速范圍內得到均勻的貝氏體組織。研究表明，銅作為合金元素可以在適當保持深沖壓性能的前提下使鋼明顯強化，另一方面，銅可以提高鋼的抗腐蝕性能。 鋼中各種元素的作用從而在較寬的冷卻范圍內都能形成完全的貝氏體組織。一般的置換式固溶強化效果都很弱（P除外），添加1%的合金元素僅得到數十兆帕的強度增量，而且隨著添加量的增加，強化效果還要減弱。鋼鐵材料從傳統(tǒng)晶粒尺寸（10微米或稍高）細化到1微米，強度將提高一倍。影響鋼鐵材料強度和韌性的主要原因是基本組織微觀缺陷，它包括晶粒間界面、沉淀粒子、位錯亞結構等。偶爾在上、下貝氏體鐵素體中見到孿晶，經分析證實，并非為相變孿晶。上貝氏體通常發(fā)生于貝氏體轉變的高溫區(qū)內，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)的碳化物構成的非層狀組合體。需要指出的是粒狀貝氏體在SEM下觀察發(fā)現，其內部鐵素體也呈板條狀。 在研發(fā)低碳貝氏體鋼方面，應開展以下兩方面的研究工作:(1)低碳貝氏體鋼產品品種的開發(fā)除對現有低碳貝氏體鋼的生產工藝進行完善與優(yōu)化外，還應不斷開發(fā)新的低碳貝氏體鋼品種，擴大貝氏體鋼產品的應用范圍。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，國內年耗量高達100萬噸，國際市場容量在500萬噸。鞍鋼[18]采用控軋控冷工藝試制了HQ590DB低碳貝氏體鋼板。目前世界上許多國家都利用（超）低碳的控軋控冷貝氏體鋼生產高寒地區(qū)使用的輸油、輸氣管道用鋼板、低碳含鈮的低合金高強度鋼板、高韌性鋼板，以及造船板、橋梁鋼板、壓力容器鋼板及工程機械用鋼板等。日本東京鋼公司研制了低碳含V貝氏體非調質鋼[2]，該鋼鍛后空冷得到以貝氏體為主及少量鐵素體和珠光體的顯微組織，其抗拉強度達到800～1000MPa，室溫沖擊韌性為50J/cm2，而40℃沖擊韌性仍高達40J/cm2?，F代材料的研究有兩個大的趨勢：①不斷開發(fā)新技術、新工藝、新設備，以研制各種具有特殊性能要求或優(yōu)異性能的新型材料；②對傳統(tǒng)材料(如鋼鐵材料)采用先進的工藝，以期大幅度提高其使用性能，有效合理地利用資源。通過在顯微鏡下觀察到Q550D組織為板條狀的上貝氏體組織，在大致平行的鐵素體板條中鑲嵌著很多細小的不易辨認的滲碳體。綜上所述，低碳貝氏體鋼在現代工程建筑，軍事，橋梁，船體等方面的應用越來越多，而且性能的要求也越來越高，所以開發(fā)更高性能的低碳貝氏體鋼是現代材料界的新的方向。美國聯邦鐵路管理局與Tuskegee大學聯合開發(fā)的低碳貝氏體鋼軌鋼[5]，其極限強度、屈服強度、延伸率分別為1500MPa、1100MPa和13%，比相同條件下的珠光體鋼性能要高，且具有良好的斷裂韌性。發(fā)明了MnB系空冷貝氏體鋼。高強度低碳貝氏體鋼被國際上公認為21世紀鋼種，國外在20世紀80年代才開始進行研制。目前國內各特殊鋼廠都相繼研制開發(fā)出一系列低碳貝氏體鋼。20世紀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）之間等溫冷卻轉變時，發(fā)現奧氏體分解產生一種新的組織，該組織形態(tài)呈針狀，每個針是由易腐蝕聚合物組成，但由于分析手段限制，當時無法對此聚合物進行組織結構鑒定。除了上述幾種形態(tài)的貝氏體組織外，還有無碳化物貝氏體、柱狀貝氏體、反常貝氏體、塊狀貝氏體等概念。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。它的依據是兩者都是過飽和固溶碳的鐵素體片的脫溶沉淀組織。一般來講，低碳貝氏體鋼的強化機制包括細晶強化、固溶強化、位錯強化、析出強化、相變強化等，低碳貝氏體鋼的強化可以同時采用不同的強化機制進行強化，從而得到多種強化機制的綜合效果。這些元素可以形成碳氮化物，在軋制或軋后冷卻中析出起到第二相析出強化作用。金屬晶體中的位錯是由相變和塑性變形引入的。取此碳含量的目的是：1．%以下時，這種鋼在經過高溫奧氏體化及熱變形后的冷卻過程中，不再發(fā)生奧氏體向鐵素體與滲碳體的兩相分解，過冷奧氏體將直接轉變成各種形態(tài)的鐵素體并留下少量富碳的殘留奧氏體。銅還可以改善鋼的焊接性能。現在，人們對控制軋制廣義的解釋為，從軋前的加熱到最終軋制道次結束為止的整個軋制過程實行最佳控制，以使鋼材獲得良好預期性能的軋制方法。控制軋制和軋后的控制冷卻相結合，可以在降低微合金元素含量或含碳量的情況下，使微合金鋼強化的同時又能保持較高的低溫韌性。從圖中可以看出，Q550D的組織比較細小，而且呈板條狀，在奧氏體晶界處，形成不規(guī)則的板條狀的組織，其中也有一些黑色的珠光體與滲碳體存在。從圖中看以看出非金屬夾雜物鑲嵌在貝氏體中組織中，夾雜物長約4um，高3um，像一個小島鑲嵌在貝氏體組織中。增強鋼的強度可以通過合金元素的置換固溶強化來實現。0} {0Besides that, the thermo mechanical processing of such alloys can eliminate the subsequent quench and tempering heat treatments required by conventional steels. }0{除此之外，合金的這種處理可以省去隨后鋼的淬火、回火熱處理。0}{0It was also determined that, if hot rolling finishing temperature is lower than the alloy Ar3 temperature, age hardening response of the asrolled material is much lower than that observed when it is reaustenitized after hot rolling. }0{已經證明，如果熱軋的終軋溫度低于合金的Ar3溫度，軋制材料的時效硬化比熱軋后回復的奧氏體弱的多。0}{0Copper precipitation in ferrite can contribute significantly to steel strength. }0{銅沉淀在鐵素體中可以顯著增強鋼的強度，0}{0This alloy element does not form intermetallic pounds with iron。24:225261．[24] 方洪生，王家軍，楊志剛等貝氏體相變．科學出版社． 5253．[25] Mehl R F:Hardenability of Alloy Steels,ASM,Cleveland,OH,1939:154．[26] Picking F B:Transformationsamp。此外軋制工藝也對材料的性能有著顯著地影響，對于貝氏體的生產一般采用控冷控軋工藝。這些小島是由馬氏體和殘余奧氏體組成的，所以稱為馬奧島（M/A島）這些小島是由塊狀的殘余奧氏體發(fā)展而來的。（1）取樣說明Q550D試樣：101015，2個SM570H試樣：101015，2個（2）本實驗所用的原料是由國內某鋼廠生產的Q550D，SM570H兩種鋼的強度均在550MPa以上。在冷卻過程中，變形奧氏體轉變?yōu)殍F素體，但由于第二相鐵素體的存在，相變鐵素體的長大受到阻礙，獲得的晶粒尺寸較小。 Nb、Ti在低碳貝氏體鋼中的作用微量Nb、Ti與碳、氮會形成Nb、Ti(C、N)類析出物，在熱變形后，這類化合物在奧氏體中會通過應變誘導在位錯線上析出，從而明顯的阻礙變形后再結晶晶界的運動，使Nb的低碳貝氏體鋼再結晶停止溫度升高到950℃以上。有資料顯示，面心立方εCu從αFe中析出可使鋼材強化，%Cu，可使抗拉強度水平明顯高于700MPa。低碳貝氏體鋼在成份設計上選擇C、Mn、Nb、