多尺度截面组织对调质海工钢强韧性的影响

摘要：

在轧制与热处理过程中,大厚度海工钢表面到心部冷却速度、转变动力学存在较大差异,导致厚板截面上难以完全达到临界冷速,从而形成了马氏体、贝氏体多相组织.通过对特厚板截面组织观察和统计分析了解多尺度LM/LB亚结构对试验钢强韧性的影响.性能测试显示,抗拉强度与屈服强度从表层到心部略有降低,但厚板截面不同位置的低温冲击性能差别显著(表层、1/4θ(θ为厚度)、心部-40℃冲击功平均值分别为139、204.7、172 J).由于马氏体较高密度的晶格缺陷在EBSD带斜率(BS)图中显示低画质的特点,结合高斯多峰拟合技术定量确定了1/4θ板条马氏体(LM)和条状贝氏体(LB)混合组织(68.3％(体积分数)LM+31.7％(体积分数)LB),两相混合组织的1/4θ处具有高的大角度晶界比例、最低的平均取向差分布(KAM)和几何必要位错密度(GND),因而拥有优良的低温冲击韧性.无扩散型马氏体相变受形核率影响极大而贝氏体相变受形核率与原子扩散速率共同作用,厚板截面效应改变了形核率与原子扩散速度,进而影响多尺度LM/LB亚结构尺寸.引入Hall-Petch公式描述LM/LB不同尺度亚结构对屈服强度与冲击韧性的影响,通过线性拟合数值分析得到亚结构尺寸与强韧性的相关系数R,R值越大表明亚结构对材料强韧性影响越大,由此确定了板条(lath)与板条块(block)分别是决定调质态海工钢屈服强度与韧性的有效控制单元.

关键词：冷却速率、特厚板、晶粒尺寸、多尺度LM/LB亚结构、带斜率、Hall-Petch公式

所属期刊栏目：58

分类号：TG142.1;TG457.11;TG306

资助基金：国家自然科学基金;中信-CBMM铌钢科技研发资助项目

在线出版日期：2023-02-24（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共12页

页码：147-158