[發明專利]一種加速納米貝氏體相變的方法

有效

• 申請號: 201810218061.3
• 申請日: 2018-03-16
• 公開（公告）號: CN108384928B
• 公開（公告）日: 2019-06-25
• 發明（設計）人: 楊志南;張福成;楚春賀
• 申請（專利權）人: 燕山大學
• 主分類號: C21D1/20
• 分類號: C21D1/20;C22C38/44;C22C38/04;C22C38/02;C22C38/34
• 代理公司: 秦皇島一誠知識產權事務所(普通合伙) 13116
• 代理人: 崔鳳英

本發明公開一種加速納米貝氏體相變的方法，其主要先對目標鋼材料進行奧氏體化，再通過控制第一階段等溫相變過程關鍵節點和第二階段關鍵等溫相變溫度來實現。第一階段時間節點為貝氏體相變瞬時最大速率時間節點或在平均最大速率時間節點；第二階段相變溫度為在此溫度下尚未轉變的過冷奧氏體強度值等于初始過冷奧氏體的強度。本發明工藝簡單、可以大幅度縮短納米貝氏體的相變時間，同時保證所獲得組織為納米貝氏體。

技術領域 本發明屬于材料科學與工程技術領域，特別涉及一種納米貝氏體相變的方法。

背景技術 納米貝氏體鋼為近年來新發展的高性能鋼種，具有高的強韌性結合，以及優異的疲勞性能和耐磨損性能，因此受到了廣泛的關注。然而，要獲得納米貝氏體組織，鋼中需要有較高的含碳量，并且在較低溫度下進行等溫轉變才能夠獲得。而較低的等溫轉變溫度使得原子擴散速度非常慢。同時鋼中要有高的Si含量(>1.5wt.％)來有效地抑制過冷奧氏體相變轉變為納米貝氏體過程中碳化物的析出。因此，使得完成納米貝氏體相變時間大幅度延長至幾十個小時甚至數天，這極大的限制了納米貝氏體鋼的推廣應用。

發明內容 本發明的目的在于提供一種工藝簡單、可以顯著加速變相的加速納米貝氏體相變的方法。

本發明包括一下步驟：

(1)對目標鋼材料進行奧氏體化；

(2)在第一溫度下對奧氏體化后的目標鋼材料進行等溫轉變；所述第一溫度為Ms+5℃～Ms+100℃，其中，Ms為所述目標鋼材料的馬氏體轉變溫度；

(3)升溫至第二溫度，在第二溫度下完成轉變；所述第二溫度為完成納米貝氏體相變前的目標鋼材料的剩余未轉變過冷奧氏體的強度值與第一溫度下等溫轉變前的目標鋼材料的過冷奧氏體的強度值之差的絕對值小于或等于第一預設值。

優選的，所述等溫轉變過程至所述目標鋼材料的貝氏體瞬時生成速率達到最大值。

優選的，所述等溫轉變過程至所述目標鋼材料的貝氏體平均生成速率達到最大值。

優選的，所述第一預設值為0MPa。

優選的，所述第二溫度下的納米貝氏體相變時長小于1h。

優選的，將所述目標鋼材料加熱奧氏體化溫度后保溫0.5h，

優選的，在第一溫度為Ms+10℃-Ms+30℃下對奧氏體化后的目標鋼材料進行等溫轉變，在鹽浴爐中進行；

優選的，所述目標鋼高碳鋼的碳含量的質量分數為0.8-1.0％；

本發明與現有技術相比具有如下優點：

(1)加速相變；

(2)工藝簡單，無需增加額外的熱加工和外場，；

(3)保證最終獲得的組織為完全納米貝氏體組織。

附圖說明

圖1是本發明實施例1中鋼在200℃等溫的相變動力學曲線圖；

圖2是本發明實施例1中鋼在200℃等溫的貝氏體生成速率隨時間變化的曲線圖；

圖3是本發明實施例1中鋼采用等過冷奧氏體強度工藝的相變動力學曲線圖；

圖4是本發明實施例1中鋼采用等過冷奧氏體強度工藝獲得的納米貝氏體組織電鏡圖。

具體實施方式

現在很多研究人員致力于加速貝氏體相變的研究，從合金成分設計角度，添加Co和Al元素，增大自由能差，從而獲得更大的相變驅動力，加速相變。從工藝角度，有施加應力、引入磁場，或采取預變形方法加速相變。也有采用先在馬氏體轉變溫度Ms以下溫度短時等溫引入少量馬氏體，隨后升溫至馬氏體轉變溫度Ms以上繼續等溫，縮短孕育期，加速貝氏體相變，這種工藝獲得的組織為馬氏體+貝氏體混合組織。