东北大学Metall Mater Trans A中碳贝氏体钢中贝氏体和马氏体的区分与定量分析
2026-03-10 17:05:50
作者:本网整理 来源:网络
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图2 (a) 展示拉伸曲线分析示意图;(b) 拉伸试样的光学显微镜图像(OM);(c) 通过Image-pro-plus处理的高对比度光学显微镜图像(黑色区域:B;白色区域:M + RA)图3 对(a) QR和IT6试样以及(b) IT10,IT45和IT60试样的时间-膨胀曲线,以及(c) 温度-相对长度变化曲线的分析图4 (a) QR,(b) IT6,(c) IT10,(d) IT15,(e) IT30,(f) IT45的透射电子显微镜(TEM)明场图像,以及相关的(f1) 暗场图像和(f2) 选区电子衍射图图5 (a) 基于线性热膨胀系数(LTEC)的贝氏体含量分析,(b) 基于RLCs的贝氏体含量分析,(c) 基于K-M方程和RLCs的马氏体含量分析图6 (a) IT6 (×100);(b) IT6 (×500);(c) IT10;(d) IT15;(e) IT30;(f) IT45的OM图像图8 (a) 典型实验衍射图谱分析,以及利用(b) 体心立方(BCC)+面心立方(FCC)和(c) 体心四方(BCT)+面心立方(FCC)晶体结构对IT45试样进行的里特瓦尔德精修结果表2 不同晶体结构模型下IT45钢贝氏体铁素体衍射峰拟合参数图9 (a) QR的XRD实验曲线及里特瓦尔德精修结果;(b) IT6 (×500);(c) IT10;(d) IT15;(e) IT30;(f) IT45表3 通过里特瓦尔德精修获得的每个试样的详细体积分数和结构参数C-s*:晶粒尺寸(nm);M-strain*:微应变;各组分数,晶格参数,晶粒尺寸和微应变的误差分别为±0.02,±0.001,±2和±0.0002图10 对里特瓦尔德精修结果的分析:(a) 不同相的碳含量以及(b) 位错密度图11 (a,d) IT6的扫描电镜(SEM)图,(b,e) IT15的SEM图,(c,f) IT45的SEM图;其中(a-c)和(d-f) 分别对应SEM图和背散射电子成像(BSE)图图13 谱带斜率(BS)图,用IPF-Z色彩标记的贝氏体铁素体的相关分区,以及(a-c) IT6,(d-f) IT15 和(h-j) IT30这三种热应变阈值的设定图14 (a) 贝氏体和(b) 马氏体板条的等效椭圆的最短直径图15 不同试样中贝氏体和马氏体的几何必需位错(GND)密度图16 不同观察位置(a) Ⅰ和(b) Ⅱ下的IT6试样的金相图像(500×)图17 IT10的BS和IPF-Z颜色图:(a,b) 观测区域Ⅰ;(c,d) 观测区域Ⅱ及(e) BS阈值的相关设定(1) 采用LTEC方法量化得出的贝氏体含量与其他方法相比存在较大偏差。LTEC方法的缺陷在于未明确阐述贝氏体铁素体线性热膨胀系数(LTECB)与合金成分之间的关系,且假设在整个等温处理过程中奥氏体线性热膨胀系数(LTECA)保持恒定。相比之下,基于相对长度变化(RLC)方法计算的贝氏体含量能得出更准确的结果。就马氏体含量而言,随着贝氏体的形成增加,K-M方程和基于RLC方法的结果之间的差异也会增大,这是由于Ms和Mf计算中引入了更大的误差。(2) 要获得统计结果,特别是对于贝氏体含量较低且微观结构差异较为显著的试样而言,需要大量的光学显微镜图像。(3) 假设贝氏体的晶格参数在整个等温处理过程中保持不变,而马氏体的晶格参数(即a 值)仅随碳的过饱和度而变化,那么通过XRD图谱就能成功获取统计材料信息,包括相分数、碳含量、晶粒尺寸以及微应变等。这些结果与OM和基于RLC的方法所得结果高度吻合。(4) 尽管EBSD技术常被用于区分贝氏体和马氏体,但由于BS阈值设定的主观性,其分析结果可能会存在偏差。此外,EBSD所观察到的局部区域给相的定量分析带来了困难,尤其是在不均匀的微观结构中。(5) 随着等温处理的进行,贝氏体的厚度会因自催化形核作用的增强而增加,而马氏体的厚度则会因未转变的奥氏体的化学和机械稳定化作用而减小。
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