【摘 要】
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钢铁材料的晶体学特征会对其力学性能,如韧性、强度、塑性、成型性能以及淬透性等产生重要影响。基于可视化和定量化的晶体学表征技术,已建立了高强钢协变相变组织的晶体学特征和韧性间的关系,然而对强度、塑性、成型性以及淬透性影响的研究还很少。同时,这些晶体学特征也会通过影响奥氏体逆转变来进一步影响力学性能,而协变相变组织的16种变体对对逆转变奥氏体形核的影响也不明晰。织构作为影响材料力学性能的另一重要指标,
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钢铁材料的晶体学特征会对其力学性能,如韧性、强度、塑性、成型性能以及淬透性等产生重要影响。基于可视化和定量化的晶体学表征技术,已建立了高强钢协变相变组织的晶体学特征和韧性间的关系,然而对强度、塑性、成型性以及淬透性影响的研究还很少。同时,这些晶体学特征也会通过影响奥氏体逆转变来进一步影响力学性能,而协变相变组织的16种变体对对逆转变奥氏体形核的影响也不明晰。织构作为影响材料力学性能的另一重要指标,研究明晰织构来源及其影响因素同样具有重要意义。因而,本文着重研究了这16种变体对对强度、塑性、成型性、淬透性以及奥氏体逆转变的影响,并对协变相变产物中的织构来源进行了研究。通过对高强贝氏体钢的研究,发现其屈服强度和塑性与变体对类型有很大关系,而这与不同变体对具有不同的滑移传递因子有关。研究发现,相变产物中形成较高含量的V1/V2、V1/V7和V1/V10大角变体对（尤其是V1/V2变体对）,以及较低含量的V1/V6、V1/V9、V1/V12、V1/V15和V1/V18变体对时,有利于获得良好的塑性。V1/V2变体对由于具有9组滑移传递因子接近于1.0的滑移系,使得位错能以几乎无阻碍的作用穿过晶界,具有最强的提升塑性和降低屈服强度的作用。由于各变体对对位错滑移的阻力不同,所以会导致经典Hall-Petch公式失效。基于各大角变体对的微观H-P系数对其进行修正,发现能很好地与实验结果对应。对以贝氏体为基体的复相钢,其扩孔率也与变体对构成有很大关系。当滑移传递因子高的变体对在横纵向的百分含量都高时,且不利于位错滑移的变体对百分含量都低时,扩孔率则高;反之则扩孔率低。通过对不同Mo含量含B钢的晶体学特征及淬透性进行研究,发现对硬度贡献最大的变体对为V1/V6、V1/V9、V1/V12、V1/V15和V1/V18。Mo元素的添加会增加它们的晶界密度;并推迟相变,使得相变温度降低,导致位错滑移的难度提升,从而提升硬度。对同一钢种,端淬距离的增加引起V1/V6、V1/V9、V1/V12、V1/V15和V1/V18变体对晶界密度的降低,继而导致硬度降低。尽管V1/V2变体对的晶界密度很高,但因其对位错滑移的阻力最小,所以其对硬度的贡献很小。提高C含量和加热速率能细化原始奥氏体晶粒并降低组织遗传效应。增加C含量会使相变产物仅有一侧或者两侧变体与逆转变奥氏体保持位向关系,甚至无位向关系,从而使得逆转变奥氏体取向与原始奥氏体取向不同,进而弱化组织遗传效应。提高加热速率会增加形核密度,并使逆转变奥氏体以更大几率形成与原始奥氏体取向不同的取向,逆转变奥氏体的形核能发生在Packet和贝恩组界面上。随着加热速率的增加,大部分变体对的形核密度整体呈现增加趋势,尤其是V1/V2变体对。通过对原始奥氏体取向的重构,确定了本研究中的原始奥氏体织构,主要为B {011}＜211＞和{011}＜533＞。受B1或B2贝恩组的择优选择,它们主要形成γ{111}＜231＞、{111}＜253＞和{111}＜123＞织构;受B3贝恩组的择优选择,主要形成α {001}＜110＞织构;而其余的原始奥氏体织构也会通过变体或贝恩组的择优选择增强相变产物织构的强度。
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