【正文】 后的晶粒尺寸。到 18176。經(jīng)能譜分析該夾雜物中含有 S、 Ca、 Mn、 O、 Al 等元素，如圖 所示。 結(jié) 論： (1) 通過觀察 Q550D 和 SM570H 的顯微金相組織，得出 Q550D 為羽毛狀上貝氏體組織，而 SM570H為粒狀貝氏體組織。（見附表31）粒狀貝氏體中沒有碳化物。圖 SM570H 在軋向上的電子顯微鏡組織圖。 圖 Q550D 中的非金屬夾雜物 圖 SM570H中的非金屬夾雜物 金相組織分析 1） Q550D 的橫向組織分析：如圖 、 Q550D 橫向邊部、橫向中間在400 倍下的顯微組織。 控制軋制和軋后的控制冷卻相結(jié)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(qiáng)化的同時(shí)又能保持較高的低溫韌性?，F(xiàn)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(jié)束為止的整個(gè)軋制過程實(shí)行最佳控制，以使鋼材獲得良好預(yù)期性能的軋制方法。 銅還可以改善鋼的焊接性能。取此碳含量的目的是： 1．當(dāng)鋼的碳含量降到 %以下時(shí)，這種鋼在經(jīng)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(zhuǎn)變成各種形態(tài)的鐵素體并留下少量富碳的殘留奧氏體。金屬晶體中的位錯(cuò)是由相變和塑性變形引入的。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(qiáng)化作用。 一般來講，低碳貝氏體鋼的強(qiáng)化機(jī)制包括細(xì)晶強(qiáng)化、固溶強(qiáng)化、位錯(cuò)強(qiáng)化、析出強(qiáng)化、相變強(qiáng)化等，低碳貝氏體鋼的強(qiáng)化可以同時(shí)采用不同的強(qiáng)化機(jī)制進(jìn)行強(qiáng)化，從而得到多種強(qiáng)化機(jī)制的綜合效果。它的依據(jù)是兩者都是過飽和固溶碳的鐵素體片的脫溶沉淀組織 。 上貝氏體由板條狀鐵素體組成。 北京科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 10 表 21 與貝氏體組織命名相關(guān)的術(shù)語 分類依據(jù) 組織命名 說明 碳化物分布 上貝氏體 θ在 α條間 下貝氏體 θ與 α長軸呈 55176。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。 低碳貝氏體鋼的品種發(fā)展方向 隨著國際、國內(nèi)經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展和我國產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整，國內(nèi)外鋼材市場消費(fèi)發(fā)生了較大的變化，其中低合金高強(qiáng)度鋼的市場需求增加幅度越來越大。 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。 西北工業(yè)大學(xué)康沫狂等 [11]通過多年的研究提出了由貝氏體和殘余奧氏體組成的準(zhǔn)（非典型或無碳化物）貝氏體，并成功研制了系列準(zhǔn)貝氏體鋼。逐步得以推廣應(yīng)用。 本課題來自實(shí)驗(yàn)室自擬，材料來自國內(nèi)某鋼廠生產(chǎn)的 Q550D 和 SM570H。得到了兩種鋼的組織精細(xì)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。 現(xiàn)代社會隨著人類的自然社會的破壞，使得自然災(zāi)害越來越多，比如 20xx 年發(fā)生在中國四川汶川的 大地震，以及沿海城市的臺風(fēng)，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(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(xué)方鴻生等 [10]在研究中發(fā)現(xiàn)， Mn在一定含量時(shí)，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。國內(nèi)對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。 總之，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(jì)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(shí)上 Ronertson 當(dāng)時(shí)對此未給予足夠重視。 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。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。 (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。因此增加位錯(cuò)運(yùn)動的困難就意味著屈服強(qiáng)度的提高。低碳鋼的組織可以是鐵素體，也可以是鐵素體 +珠光體、貝氏體等。此外，置換式固溶強(qiáng)化效果大的元素（如 P， Si 等）對韌性危害作用也很大。 Mn、 Nb、 Mo 是作為強(qiáng)化元素加入的。 隨著銅含量的升高，不同狀態(tài)下鋼的強(qiáng)度均增加。這些被析出物釘扎的位錯(cuò)結(jié)構(gòu)，在貝氏體相變過程中能基本被整體繼承，從而大幅度提高貝氏體中的位錯(cuò)密度，保證良好的強(qiáng)韌性。采用軋后加速冷卻，北京科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 21 在不犧牲鋼材韌性的情況下，可使強(qiáng)度進(jìn)一步提 高。所得到的組織金相如下圖 、 、 、 。 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。 北京科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 33 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(chǎn)一般采用控冷控軋工藝。 (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(qiáng)化作用，主要是彌散強(qiáng)化和固溶強(qiáng)化。 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，如圖 北京科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 31 示。 2） Q550D 軋向組織分析：如圖 、 分別為 Q550D 軋向邊部，軋向中間在400 倍下組織圖。而且，降低加熱溫度可以縮短在高溫區(qū)軋后的停留時(shí)間，避免因再結(jié)晶的奧氏體晶粒在高溫區(qū)不斷長大，而得到粗大的晶粒組織，不利于強(qiáng)度的提高和韌性的 改善。在這一溫度范圍內(nèi)，通過累計(jì)變形量，形成大量被拉長的變形奧氏體晶粒，增加了奧氏體單位體積的晶界面積，同時(shí)晶內(nèi)引入了高密度位錯(cuò)、變形帶等缺陷，這一階段的變形，本質(zhì)上提高了奧氏體晶界處以及奧氏體晶粒內(nèi)部的形核速率，最終得到細(xì)小的鐵素體組織。在鋼中加入銅還可以提高鋼的抗疲勞力。鋼中含一定量的Mn 時(shí)，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，使鋼北京科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 18 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。 相變強(qiáng)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(dǎo)是由相變決定的。固溶強(qiáng)化分為兩類：間隙式固溶強(qiáng)化和置換式固溶強(qiáng)化。 晶粒細(xì)化是唯一能夠同時(shí)提高鋼的強(qiáng)度和韌性的方法。 圖 粒狀貝氏體組織 圖 北京科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 14 粒狀貝氏體形成時(shí)伴隨表面浮凸效應(yīng)，但浮凸形態(tài)不具備平面應(yīng)變特征。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 。如表 所示。貝氏體轉(zhuǎn)變至少伴隨如下特征。 低碳貝氏體鋼的研發(fā)方向 低碳貝氏體鋼以其性能價(jià)格比方面具有的明顯優(yōu)勢，在我國的應(yīng)用前景將十分廣闊。因此，對汽車前軸這類關(guān)鍵的保安件來說，采用空冷貝氏體鋼制造，不僅經(jīng)濟(jì)效益顯著，而且對保證汽車質(zhì)量具有重要意義。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。波蘭學(xué)者 [9]研究 了在熱軋、淬火及回火加工條件下超低碳貝氏體鋼的微觀組織與力學(xué)性能，研究表明，可以獲得屈服強(qiáng)度大于 650MPa、低溫沖擊性能為 200J（ 213K）的應(yīng)用于造船、海洋石油鉆采平臺、壓力容器及高性能結(jié)構(gòu)部件的超低碳貝氏體鋼板。 Mo 與B 的結(jié)合可以使鋼在相當(dāng)寬的連續(xù)冷卻范圍內(nèi)獲得貝氏體組織 [1]。 關(guān)鍵詞： 貝氏體組織 , 金相組織 ,貝氏體轉(zhuǎn)變 ,非金屬夾雜 北京科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 2 Research on the Microstructure Property of Lowcarbon Bainite Steel Abstract The microstructure of Q550D and SM570H were studied by optical microscope and electron microscope in this paper, and the positions was analyzed by energy spectrum. The microstructures of the two steels and the positions of nonmetallic inclusions were obtained, also the effections of nonmetallic inclusions for the steels’ property was analyzed. Through observation by microscopy we can get that there are parallel bainiteferrite strip distributed in microstructure of Q550D. And more fine cementites are inlayed in the bainiteferrite strip, It’s uneasy to identify. It belongs to upper bainite. the microstructure of SM570H belongs to granular bainite, the sand island consisted of retained austenite and martensite distributed in the lathlike ferrites,observing in the microstructure, The microstructure of SM570H is finer than Q550D. We can observed there were more nonmetallic inclusions in the Bainitic steels, and these nonmetallic inclusions always distributed in austenite grain boundary and always some calciumaluminate and sulfides. These nonmetallic inclusions can decrease the strength of steels because of uneven microstructure. besides the calciumaluminate, there were some partical of alloys in the microstructure, these micro alloying elements can improve the strength of alloys because of solid solution strengthening and dispersion strengthening., such as Ti, Al. the second phase of these elements distributed in the lathlike ferrites. The property of lowcarbon Bainitie steel is in association with Rolling Technology Parameters. especially in the finishing temperature. The property is more superior If the finishing temperature is controlled about 1000℃ . The microstructure of the lowcarbon Bainite steel is very fine, and welldistributed, and carbon equivalent is lower, so lowcarbon Bainite steels have excellent strength and toughness and good welding properties. Key Words： Bainitie microstructure ， metallographic structure Bainite transformation ， nonmetallic inclusions 北京科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 1 目 錄 摘 要 ............................................