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分析阻止nm450耐磨钢板脆性转变温度 |
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来源:山东腾达源金属材料有限公司 发布时间: 2019/5/24 17:09:41 【返回上一步】 | |
本页关键词:nm450耐磨钢板 晶界强化 也称为晶粒细化强化。由于晶界具有能阻止金属变形时的位错运动,造成位错在晶界上塞积,细化晶粒使晶界面积加大,在晶界处造成的应力集中变小,要开动位错源就得施加更大的外加应力,这就是晶界强化。晶界强化的效果通常用霍尔一佩奇(Hall-Petch)公式表示: 式中σi为位错滑移的阻力,又称为内摩擦阻力;K1为常数,一般理解为晶界强化系数;D为晶粒直径。 晶粒细化在提高钢材的强度的同时,还具有韧化作用,其韧化效果用科特雷尔一佩奇(Cottrell-Petch)公式计算: 式中Tc为钢材的脆性转变温度;T0为钢材晶体本身的韧化项;A为晶粒韧化系数;d为晶粒尺寸。 晶界强化的手段就是力图细化晶粒,它是实现钢材强韧化控制的首选手段。控制因素有:(1)细化钢的奥氏体晶粒,采用控制轧制工艺,在钢的奥氏体再结晶温度区域内使钢坯经过多次变形再结晶达到奥氏体晶粒细化的目的;(2)在钢的奥氏体未再结晶温度区域内给予较大的变形量,造成奥氏体晶界面积增加,晶内形成亚晶(见亚结构)和变形带,增加相变铁素体形核率,达到相变细化铁素体晶粒的目的;(3)也可以将变形延伸到(γ+α)两相区,进一步细化铁素体晶粒;(4)在不出现上贝氏体组织的前提下,提高钢材轧后冷却速度,也可以进一步细化铁素体晶粒,达到钢材强韧化的目的。 析出强化 加热过程中固溶到钢中的合金元素,在随后的热轧变形过程中,由于溶解度积的不断降低,以M(C,N)形式从奥氏体中沉淀析出出来,保持与奥氏体的(100)M(C,N)∥(100),取向关系。从奥氏体中析出M(C,N)是以在奥氏体晶界上形核的方式进行的。析出的M(C,N)有效地阻碍了奥氏体晶界的迁移,使奥氏体晶粒细化,并使晶界变得平直,大大地增加了单位体积中的奥氏体晶界面积,给以后的相变铁素体形核提供了大量的理想位置,最终使铁素体细化。最后残留在铁素体中的M(C,N)将在铁素体中析出,引起铁素体的附加强化。M(C,N)与铁素体基体取向为(100)M(C,N)∥(100)αoM(C,N)的折出也可能发生在α/γ的相界面而成为相间析出,此时M(C,N)与铁素体之间仍然保持着上述取向关系。析出的M(C,N)呈薄片状,成行排列,排列面就是沉淀发生时α/γ相界面的位置。通常用奥罗万-阿什(OrowanAshgy)公式表示析出强化对钢材强度的贡献: 式中σP为析出强化引起的σS值增量;G为切变模量;b为柏氏模量;fv为析出相的体积分数;x—互为析出物的平均直径。 析出强化的要点有:(1)提高钢材加热温度,可使钢中更多地固溶入合金元素,提高它们在随后的热变形及轧后冷却过程中的析出数量,提高析出强化效果;(2)变形工艺控制,提高终轧温度将减少M(C,N)在变形过程中的析出量,增加轧后冷却时的析出量,增大强化效果。增大奥氏体低温区的变形量,变形诱导析出增多,减少了轧后冷却过程的析出量,降低强化效果,提高韧化效果;(3)对于析出强化有一个合适的冷却速度,轧后冷速过慢,析出物粗大,降低强化效果;冷速过快,第二相来不及析出,也得不到良好的效果。 亚晶强化 钢材经受变形后,晶内形成有亚晶粒,这些亚晶粒具有很高的位错密度,亚晶界本身形成了位错墙,亚晶晶粒细小,一些亚晶间的位向差较大,也如晶界一样阻止着位错运动,从而造成了亚晶强化。亚晶强化理论目前尚未成熟,通常采用下式描述亚晶强化的程度: 4
式中σS、g为亚晶强化对σS的增加量;C为含有亚晶的晶粒占全部晶粒的比例系数;Ks为亚晶界的强化因子;e为亚晶的平均直径。 ,亚晶强化的工艺控制要点有:(1)钢在奥氏体变形时产生的亚晶在随后的淬火过程中可以被其低温产物所继承,具有强化作用;(2)在(γ+α)两相区和α区变形时,在铁素体中形成的亚晶将保留在室温组织之中,具有强烈的强化作用;(3)亚晶强化的效果与亚晶尺寸和亚晶数量有关;变形温度越低和变形量越大,形成的亚晶数量越多,亚晶尺寸也越细。 相变强化 钢的室温组织为铁素体和珠光体时,如果考虑到韧性和焊接性能,抗拉强度为600MPa就是它的极限。既不损害这些性能,又可以获得高的强度的方法之一就是通过控制奥氏体的相变过程,使之形成有贝氏体、马氏体、针状铁素体及其复合组织等低温相变产物组织来达到提高钢材的强韧性目的,这就是相变强化。 |
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