微合金鋼顯微結(jié)構(gòu)演變和機械性能

加拿大的研究人員對冷卻速率和通過應變感生相變對微合金鋼顯微結(jié)構(gòu)演變和機械性能的影響作了研究，得出的結(jié)論如下：

碳-鈦鋼(參照鋼)呈多角形鐵素體和一些馬氏體/奧氏體成分的島。在上述鋼中加入鉬，在組織中會出現(xiàn)貝氏體。鈮的添加也會導致貝氏體的形成。銅，作為進一步添加的合金元素，產(chǎn)生完全的貝氏體組織。

在奧氏體向鐵素體轉(zhuǎn)變的溫度范圍內(nèi)增大冷卻速率能細化顯微組織并減少多角形鐵素體形成的機會。

增大冷卻速率也能減少含鈮鋼鐵素體內(nèi)的析出。在低冷卻速率狀態(tài)下析出物以兩種模式出現(xiàn)：一種是在奧氏體區(qū)域形成20至150nm的析出物，另一種是在冷卻過程中在鐵素體中形成3至5nm的析出物。

對以不同溫度淬火的含鈮鋼所做的透射電子顯微鏡分析顯示形成這些小析出物的有效溫度范圍大約是873K～573K(600℃～300℃)。這類小析出物被認為在冷變形溫度下具有很大的強化作用，盡管在冷變形溫度下有這種強化作用，在室溫下這種效應似乎完全被其他機制掩蓋了。

對冷變形鋼的顯微組織研究顯示冷變形細化了顯微組織、增加了強度。它還導致復雜的位錯結(jié)構(gòu)的形成，尤其是在多角形鐵素體內(nèi)，蜂窩狀結(jié)構(gòu)，微帶狀，剪切帶狀和少量的孿晶型馬氏體。

冷變形增加了鋼在冷變形溫度和室溫下的強度。這種強度的增加與殘余奧氏體的應變感生相變、加工硬化和晶粒細化有關(guān)。對該含鈮鋼做的一個中子衍射實驗顯示在這類低碳鋼中殘余奧氏體的量依然對流變強度的改變起著主要的作用。

研究人員認為，特別當考慮到室溫流變曲線時，應變感生殘余奧氏體在冷變形產(chǎn)生的強化中起著主導作用。它甚至掩蓋了含鈮鋼中的析出。