铌对高碳钢等温冷却过程中相变和珠光体片层间距的影响.docx

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1、新型金属材料课程设计说明书题目：铌对高碳钢等温冷却过程中相变和珠光体片层间距的影响学院：理学院专业：材料物理学号：9学生姓名：罗树林指导教师：吴开明、张莉芹日期：2015.6.3铌对高碳钢等温冷却过程中相变和珠光体片层间距的影响罗树林摘要：通过Gleeble1500型热模拟试验机和显微镜，研究了铌对高碳钢等温冷却过程中相变和珠光体片层间距的影响。结果表明：高碳钢中加入0.03%的铌后对TTT曲线的影响几乎可以不计，对珠光体的相变温度几乎没有影响；铌对珠光体晶核的长大速度具有双重影响，使得加入铌后

2、珠光体晶核的平均长大速度不变，转变温度区间宽度变化不大；铌能通过细化晶粒，阻碍碳的扩算来减小珠光体的片层间距。另外，通过与连续冷却的实验结果对比，发现用等温处理所获得的珠光体的片层间距更均匀。关键字：铌；高碳钢；等温冷却；珠光体片层间距Abstract:EffectofniobiumonphasetransformationandlamellarspacingofpearlitesofhighcarbonsteelsduringcontinuouscoolingwasstudiedGleeble

3、1500thermo-mechanicalsimulatorandmicroscopes.Theresultsshowthataddingabout0.03wt%niobiumtohighcarbonsteelsmadealmostnoaffecttoTTT,andnearlygavepearlite’stransformationtemperaturenothing;Niobiumelementhadadoubleeffectonnucleationgrowthrateofpearlite,w

4、hichmadeaveragenucleationgrowthrateofpearlitekeptconstantandlittlechangesoftheintervalwidthoftransitiontemperatureafteraddingniobium.Niobiumcouldtessellatecrystalgrainsandhindercarbon’sdiffusing,whichcouldreducelamellarspacingofpearlites.Ontheotherha

5、nd,comparedwithCCT,wefindthattheintervalwidthofpearliteproducedbyTTTismoreuniform.Keywords:niobium;highcarbonsteels;continuouscooling;lamerllarspacingofpearlite引言：珠光体是过冷奥氏体在A1-550℃的共析转变产物，是铁素体和渗碳体两相组成的机械混合物。通常根据渗碳体的形态不同，把珠光体分为片状珠光体、粒状珠光体两种。过冷奥氏体在A1—5

6、50间将转变为珠光体类型组织，根据片层厚薄不同，又细分为珠光体、索氏体和屈氏体。普通珠光体是指在光学显微镜下能清晰分辨出铁素体和渗碳体层片状组织形态的珠光体。它的片间距S0约为450~150nm，形成于A1~650℃温度范围内。索氏体是在650~600℃范围内形成的珠光体，其片间距较小，约为150~80nm,只有在高倍的光学显微镜下才能分辩出铁素体和渗碳体的片层形态。屈氏体是600~550℃范围内形成的珠光体，其片间距极细，约为80~30nm，在光学显微镜下根本无法分辨其层片状态特征，只有在电子

7、显微镜下才能分辩出铁素体和渗碳体的片层形态。上述三种片状珠光体的组织形态如图1所示：(a)普通珠光体（c）屈氏体（b）索氏体图1各种珠光体的形貌片状珠光体中渗碳体呈片状，它是由片层相间的铁素体和渗碳体紧密堆叠而成。若干具有相同位向的铁素体和渗碳体组成的一个晶体群，称为珠光体团（也叫珠光体群或珠光体晶粒）。在一个原奥氏体晶粒内可以形成若干位向不同的珠光体团。珠光体组织的粗细程度（分散度或弥散度）是随温度而不同。这可以用珠光体的片间距（S0）来表示。片间距的定义是相邻两片渗碳体或铁素体中心之间的距离

8、。S0的大小主要取决于珠光体形成的过冷度，也就是说它与珠光体的形成温度有关，可以用下面的经验公式表示：S0=C/▽T式中，C=8.02x10^4,A·K(1A=10^-10m)；▽T为过冷度，K。过冷度越大，珠光体的形成温度越低，片间距越小。实验证明，奥氏体的晶粒度以及均匀化程度，基本上不影响珠光体的片间距。而且，热处理工艺主要是影响奥氏体组织的晶粒度及均匀化程度，已经有人研究了铌对高碳钢连续冷却过程中相变和珠光体片层间距的影响，为了进一步证明，及探讨热处理工艺是否会进一步地影响珠光体的片层间距