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什么是形變誘導(dǎo)鐵素體相變技術(shù)?_循環(huán)熱處理細(xì)化技術(shù)

1.形變誘導(dǎo)相變
形變誘導(dǎo)相變(Deformation induced ferrite transformation)是將低碳鋼加熱到稍高于奧氏體相變(Ac3)溫度以上，對(duì)奧氏體施加連續(xù)快速大壓下量變形，從而可獲得超細(xì)的鐵索體晶粒。通常鋼材的熱軋過(guò)程都發(fā)生在高溫奧氏體(y)區(qū)，傳統(tǒng)稱為奧氏體軋制。而形變誘導(dǎo)相變工藝強(qiáng)調(diào)將變形溫度控制在附近，從而使r、α相變的起始溫度高于平衡相變溫度。圖3示出了變形誘導(dǎo)鐵索體相變加工工藝與傳統(tǒng)TMCP工藝聯(lián)系。變形誘導(dǎo)鐵索體相變發(fā)生于奧氏體未再結(jié)晶區(qū)的較低溫度范圍，其中Ad3被稱為變形誘導(dǎo)鐵索體相變的上限溫度。
采用變形誘導(dǎo)鐵素體相變工藝分別將碳素鋼和低碳微合金鋼的鐵索體晶粒尺寸細(xì)化到3mm，屈服強(qiáng)度分別提高到400MPa和800MPa以上。通過(guò)低溫軋制變形應(yīng)變誘導(dǎo)鐵索體相變，可以在微合金鋼中獲得l1mn左右的超細(xì)晶粒，如，韓國(guó)的LeeS等Ⅲ利用該技術(shù)C-MrrTi-Nb鋼的鐵索體晶粒細(xì)化到1.1mn。英國(guó)學(xué)者R Priestner對(duì)含鈮低合金鋼實(shí)行形變誘導(dǎo)相變軋制，在板材表面獲得了超細(xì)晶粒層，其晶枝平均直徑小于lum．澳大利亞的Hodg son P D等UoJ將普通的Nb_Ti復(fù)合微合金化鋼的鐵索體晶粒尺寸細(xì)化到lfnn以下。鋼鐵研究總院通過(guò)兩道次應(yīng)變誘導(dǎo)軋制，獲得了鐵素體體積分?jǐn)?shù)近80%，晶粒尺寸小于1.OFLm的超細(xì)組織高潔凈(N+0+P+S=8XIO-5)的Nb-Ti復(fù)合微合金化鋼，鋼鐵研究總院采用應(yīng)變誘導(dǎo)鐵索體相變?cè)谖⒑辖痄?0.003%～0.160%)中得到晶粒尺寸為1m左右的2mm厚超細(xì)晶粒鋼帶。低碳微合金鋼的屈服強(qiáng)度達(dá)到了800MPa級(jí)，超低碳鋼(C0.003 )的屈服強(qiáng)度達(dá)到了1000MPa。形變誘導(dǎo)相變的最大優(yōu)點(diǎn)是可以在現(xiàn)有生產(chǎn)線上大批量地制備超細(xì)晶材料，這是目前用途最廣、生產(chǎn)量最大的板材。應(yīng)變誘導(dǎo)相變的局限在于僅適用于在相變過(guò)程中可發(fā)生奧氏體一鐵素體相變的碳素鋼和低碳低合金鋼。
2． 循環(huán)熱處理細(xì)化技術(shù)
循環(huán)熱處理細(xì)化技術(shù)是選擇快速加熱能形成奧氏體的最低溫度和最短時(shí)間進(jìn)行反復(fù)奧氏體的一種方法。其具體工藝是將鋼由室溫加熱至稍高于A。的溫度，然后快速淬火冷卻至室溫，
再重復(fù)此過(guò)程。每循環(huán)1次奧氏體晶粒就獲得一定程度的細(xì)化，從而獲得細(xì)小的奧氏體晶粒組織。研究表明：一般循環(huán)3～4次細(xì)化效果最佳，當(dāng)循環(huán)6～7次時(shí)其細(xì)化程度達(dá)到最大。
有人利用快速循環(huán)淬火方法在65Mn鋼中獲得4m的奧氏體晶粒，在9SiCr鋼中獲得3.5mm的奧氏體晶粒。對(duì)相變前的組織變形，可使奧氏體晶粒具有更好的細(xì)化效果。對(duì)低、中碳鋼，把回火馬氏體經(jīng)過(guò)壓下量為8O的冷軋后，再奧氏體化，可得到0.9 m的奧氏體晶粒。而對(duì)亞穩(wěn)定奧氏體系不銹鋼，經(jīng)過(guò)室溫下幾乎為100 壓下量的強(qiáng)加工，其形成的誘導(dǎo)馬氏體組織經(jīng)再加熱后，可得到0．2～ 0．5 m 的超微細(xì)奧氏體晶粒口 。高溫奧氏體化和低溫奧氏體化的熱處理方法(多級(jí)熱處理)可消除組織不均勻性，細(xì)化組織。其工藝思路是利用高溫奧氏體使原始組織中的碳化物等溶解，獲得均勻化組織。但由于晶粒粗大，性能如沖擊韌性較差，再通過(guò)低溫奧氏體化獲得細(xì)晶，得到很好的綜合性能。對(duì)GCrl5鋼采用多級(jí)熱處理細(xì)化處理，經(jīng)高溫1040~1050℃ 固溶處理，經(jīng)4次加熱淬火循環(huán)后得到14級(jí)超細(xì)奧氏體晶粒，同時(shí)碳化物粒子尺寸為0．3～0．4 m，淬火后得到隱晶狀馬氏體，斷裂韌性提高，變形抗力提高。循環(huán)熱處理細(xì)化工藝的關(guān)鍵在于加熱速度和冷卻速度，基本要求是加熱和冷卻速度都要快，當(dāng)不能實(shí)現(xiàn)急熱和急冷時(shí)，則不能明顯細(xì)化晶粒，粒徑只能達(dá)10mm左右 ，這在實(shí)際工業(yè)生產(chǎn)中往往受到一定的限制。
 
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