奥氏体预变形对超级贝氏体钢相变动力学及组织性能影响研究

The superbainite steel with excellent strength and toughness is a new developing high-strength bainite steel and can be widely applied in variety fields of the national economy. But the long time phase transformation restricts its application and large scale production. The transformation time of superbainite is still too long to be applied in industry even though bainite transformation promoting elements Co and Al are added. In addition, the adding of Co increases the production cost of superbainite steel. The research on superbainite at present focused on the effects of heat treatment and chemical composition on transformation, microstructure and property. Contraposing this situation, applicant of the project aims at to study the effect mechanism of ausforming and isothermal treatment on transformation kinetics of superbainite and the influence principle of ausforming on microstructure and property by using both ausforming and isothermal treatment. The purposes are to clarify the transformatin mechanism of superbainite after ausforming, ascertain the influence rule of ausforming on microstructure and property and establish the dynamic model of superbainite phase transformation at ausforming. On the basis of this research, applicant will propose the way to promote the phase transformation by the method of ausforming and isothermal treatment. The study of the project not only will provide the theoretical guidance for the large scale production of superbainite steel, but also will enrich the theory of superbainite transformation kinetics after ausforming.

超级贝氏体钢具备优异的强韧性能，在国民经济各领域具有广阔的应用前景，是新一代高强度贝氏体钢的发展趋势。但是，低温转变时间过长限制了它的大规模生产和应用。即使添加促进贝氏体相变的元素Co和Al等，超级贝氏体转变完成时间仍然很长，而且使钢材成本增加。目前对超级贝氏体钢的研究集中于热处理和成分对相变、组织和性能的影响等方面。针对这一现状，本项目采用奥氏体预变形与等温贝氏体相变相结合的方法，研究奥氏体预变形对超级贝氏体钢相变动力学的影响机理，以及对组织和性能的影响规律等，揭示奥氏体预变形条件下超级贝氏体的转变机制，阐明变形温度、变形量等关键参数对组织和性能的影响规律，建立奥氏体预变形条件下超级贝氏体等温相变动力学模型，在此基础上提出奥氏体预变形促进贝氏体相变的途径。本研究不仅能为超级贝氏体钢的大规模工业生产提供理论指导，而且可以丰富和完善超级贝氏体钢预变形条件下的相变动力学理论。

超级贝氏体钢具有超高的强度和良好的韧性，是新一代超高强钢铁材料。但是，超级贝氏体低温转变的特点决定了其超长的转变时间，不利于工业生产，因此需要从成分设计、热处理和变形等工艺方面寻求缩短超级贝氏体转变时间的途径。此外，变形对贝氏体钢相变动力学和奥氏体力学稳定化的影响还没有明确。本项目以奥氏体预变形对贝氏体相变动力学和组织性能影响为研究方向，以超级贝氏体钢为研究对象，研究了成分、热处理工艺以及变形对超级贝氏体钢相变、组织和性能的影响规律，特别是探索了变形条件下贝氏体相变动力学及奥氏体力学稳定化规律。研究结果从理论上明确了变形对贝氏体变形动力学的影响取决于变形温度、变形程度等。发现低温小变形明显缩短贝氏体转变时间，300℃变形10%促进最终贝氏体转变量效果最大，为缩短超级贝氏体钢生产时间提供了理论依据。同时，阐明了变形条件下奥氏体力学稳定化主要影响因素及机理，明确了变形对贝氏体钢相变奥氏体力学稳定化的影响规律。项目研究成果从理论上丰富和完善了贝氏体相变动力学理论，特别是阐明了奥氏体力学稳定化机理，具有重要的科学意义和理论价值。同时，研究成果为超级贝氏体钢的开发与生产提供了理论依据，具有重要的实际应用价值。.项目研究结果已在国内外学术刊物上发表学术论文35 篇，其中SCI 收录20 篇，EI 收录10篇，授权国家发明专利5 项，已培养毕业硕士研究生5人，计划2017 年出站博士后1人、毕业博士研究生1 人、硕士生1人，2018年毕业博士生1人、硕士研究生2人。