超低碳马氏体的EBSD结构表征

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1、第30卷第4-5期电子显微学报Vol.30，No.4-52011年10月JournalofChineseElectronMicroscopySociety2011-10文章编号:1000-6281(2011)04/05-0394-05超低碳马氏体的EBSD结构表征李继康，李昭东(钢铁研究总院结构材料研究所，北京100081)摘要:通过EBSD等实验手段研究了超低碳马氏体钢的结构特征及奥氏体形变对其结构和性能的影响。结果表明，超低碳马氏体具有多尺度结构，从大到小依次为原始奥氏体晶粒→板条束→板条块→亚板条块→板条;奥氏体无变形时，超低碳马氏体的板条块宽度大于传统低碳马氏体，导致其强度增量较低;

2、奥氏体形变能够明显细化超低碳马氏体板条块，从而提高其强度。关键词:超低碳马氏体;多尺度结构;板条块;EBSD+中图分类号:TG142.24;TG115.215.3;TG115.23文献标识码:A［11］钢中马氏体的微观结构及其与强度、韧性的相优异的焊接性而得到了广泛应用。这种钢的碳关性，几十年来一直是人们探讨的热点问题之一。含量从传统马氏体钢的不低于0.1wt．%降低至特别是自上世纪90年代以来，EBSD技术以其对晶0.05wt．%左右乃至更低，从而减少甚至消除了对体取向分析方便快捷的优点而被迅速应用于马氏体韧性不利的碳化物。降碳对钢强度造成的不利影响钢研究，大大深化了人们对马氏体结构特征的

3、认则通过实施控轧控冷工艺细化组织来补偿。然而，［1～10］识。研究表明，低碳钢板条马氏体具有多尺度通过EBSD技术表征这类钢结构特征的工作还较少结构。原奥氏体晶粒被分割成若干个板条束见。本文通过EBSD考察了超低碳马氏体钢的结构(Packet，由具有同一个惯习面的板条组成)，每个特点及板条块尺寸与原奥氏体晶粒尺寸的关系，分板条束被进一步分成板条块(block，由相同或相近析了奥氏体形变对板条块尺寸和钢的强度的影响。取向的板条组成)，而每个板条块还可再分为亚板［1］1实验条块(sub-block，由相同取向板条组成)，见图1。采用150kg真空感应炉冶炼两炉试验钢，其化#学成分见表1。1试验钢

4、经锻造开坯和轧制后，取若干样品分别在900℃、1050℃和1200℃保温1h完全奥氏体化，然后水冷到350℃，再空冷到室#温。2试验钢经冶炼和锻造开坯后，加工成阶梯形样品进行轧制试验。将阶梯状试样加热至1180℃保温1h后，空冷至约770℃进行单道次轧制，轧后水冷至200℃左右，再空冷到室温。各阶梯的压下变形量分别为15%、30%、45%和60%。［1］图1板条马氏体多尺度结构示意图。表1试验钢化学成分(mass%)Fig.1Schematicillustrationshowingmulti-scaleTable1Chemicalcompositionsoftestedsteels(mass

5、%)structureoflathmartensiteinlowcarbonsteels．元素CMnSiNbVTiBCr，Ni，Mo，Cu#上述多尺度结构特征是由马氏体与母相奥氏体1钢0.032.60.200.060.050.010.0013适量#具有K-S晶体学取向关系所决定。近30年来，超低2钢0.0562.90.200.06/0.020.0013适量碳贝氏体或马氏体钢以其具有良好的强韧性匹配及通过光学显微镜及EBSD试验考察了试验钢的收稿日期:2011-04-18基金项目:国家重点基础研究发展计划(973计划)项目(2010CB630805)．作者简介:李继康(1977－)，女(汉族)

6、，河北人，高级工程师，硕士．E-mail:lijikang@nercast．com第4-5期李继康等:超低碳马氏体的EBSD结构表征395#微观组织结构，采用截线法测定了原奥氏体晶粒尺图2为1试验钢分别在900℃、1050℃和寸及板条块尺寸。在MTS拉伸试验机上测定了试1200℃保温1h的奥氏体组织。经测定奥氏体平验钢的拉伸性能。均晶粒尺寸分别为12.6μm、25.7μm和39.0μm。#图3给出了1钢不同晶粒尺寸奥氏体转变为2结果与讨论马氏体的EBSD取向图、晶界图和图像质量图。图2.1超低碳马氏体的结构表征(奥氏体未经变形)4a为图3b的局部放大，白色线框区域为相变前的#图21试验钢在不

7、同温度加热1h后的奥氏体组织(Bar=50μm)。a:900℃;b:1050℃;c:1200℃#Fig.2Austenitemicrostructureof1steelreheatedatvarioustemperaturesfor1h(Bar=50μm)．a:900℃;b:1050℃;c:1200℃［4］单个奥氏体晶粒。马氏体变体{100}极图如图4b大，block尺寸越小。提高钢中碳含量将使相变温所示，其