D0I:10.13374/i.issn1001一053x.1980.01.011 北京钢铁学陕蝉报 1980年第1期 50Mn18Cr4奥氏体钢形变强化的 电镜、x线研究 金物教研室臂治纲王运◆张绪江◆◆ 摘 要 本文用薄晶体透射电镜和单色化x线衍射方法研究了50Mn18Cr4奥氏体钢的 形变强化机理。实验结果表明，这种钢的层蜡能很低，整微变形之后就产生大量层 蜡。随着变形量的增加，对于奥氏体稳定性较高的钢，层婚倾向于发展成形变李 晶，对于奥氏体稳定性较低的钢，层蜂领向于发展成ε马氏体。此外，通过电子衍 衬象还观察了层维、形变孪晶、ε马氏体和晶界对位蜡运动的阻碍作用。在此基础 上，对高锰奥氏体钢形变强化机制及其与钢中化学成分的关系作了分析与討论。 前 言 50Mn18Cr4合金钢是一种用于发电机护环的高强度无磁奥氏体类型钢。目前在生产上 一般用形变强化方法来提高这种钢的强度。为了进一步提高护环质量，研究护环钢形变强化 的机理是很必要的。 关于高锰奥氏体钢的形变强化原理还存在着许多不同的看法，例如认为范性形变时固溶 体分解产生(FeMn)C碳化物沉淀，形成a马氏体，形成e马氏体，引入大量位错，层错， 形变孪晶等〔1-7〕，有待澄清。因此，本文应用薄晶体透射电子显微镜和x线衍射方法对属 于高锰钢系列的50Mn18Cr4钢的形变组织进行一些分析。 一、试样准备 实验所用三种材料的编号及成分列在下表： 元 素 碳 锰 铬 硅 磷 硫 镍 编号 AO1 0.52 18.32 4.34 0.55 0.018 0.004 0.14 AO2 0.51 17.05 3.9 0.36 0.018 0.005 0.33 A03 0.42 17.75 3.95 0.55 0.024 0.009 原金物74届学生，现在天津市有色金属研究所。 原在北京重型机器厂热工科，现在机械工业出版社。 102
北 京 钢 铁 学 眺 举 报 1 9 8 0 年第 1 期 . . 卜曰州` , - . 一一 一一 . 一~ 一~ ~ ~~ ~ . ~ 目. .一 一 .一 - - - - - 一 ~ ~ ~ ~ ~ ~ 一 - ~ . ~ ~ `州协 ~ . . ~ ~ 一 ~ ~ 一~ 一 50 M n1 8 rC 4奥氏体钢形变强化的 电 镜 、 x 线 研 究 金物教研 室 肯治 绷 王奚 运 . 张绪江” 摘 要 本文用 薄晶体透射 电镜和单色化 x 线衍射方法研 究了 50 M n l8 C r 4 奥氏体钢的 形 变强化 机 理 。 实验 结 果表明 , 这 种钢 的层 婚能很 低 , 握微变形之 后就产生大量层 措 。 随着 变形童 的增加 , 对于 奥氏体德定性较高的钢 , 层 婚 倾 向于 发 展成 形 变李 晶 , 对于 奥 氏体德定性较低 的钢 , 层 婚倾 向于发 展成 e 马 氏体 。 此 外 , 通 过 电子衍 衬象还观 察 了层 婚 、 形 变李晶 、 ￡ 马 氏体和晶 界对位 婚运 动的 阻碍作用 。 在此墓 础 上 , 对 高锰 奥氏体钢形 变强化 机 制及其 与钢中化 学成分 的关系作 了分 析与针论 。 前 、 _ 门 . . . 月. . . . . 口 S OM n l8 C r 4 合 金钢 是一种 用 于发电机 护 环的高强度 无磁奥氏 体类型钢 。 目前在生产上 一般用形 变强 化方 法来提高这种 钢 的强 度 。 为了进一 步提 高 护环质 量 , 研究 护环 钢形 变 强 化 的机 理 是很 必要 的 。 关 于高锰 奥氏体钢 的形变强 化原理 还存在 着许多不 同的看 法 , 例 如认为范性形变 时固 溶 体分解产生 ( F e M n) 。 C 碳化物沉 淀 , 形成 a 马 氏体 , 形成 。 马 氏 体 , 引入大量位 错 , 层 错 , 形变孪晶等 ( 1一7〕 , 有待 澄清 。 因此 , 本 文应 用 薄 晶体透射 电子显微镜 和 x 线 衍射方 法 对属 于 高锰钢 系列的 50 M n l8 C r 4 钢的形变组织进行 一 些分析 。 一 、 试样准 备 实验所用 三种 材 料 的编 号及成分 列在 下表 : \ \ 元 素 1 } 编 、 言\ { 碳 … 锰 磷 怪比J nU JQU O 八ù n 甘nU 八U … ē Un ù O ! ! l A O I A O Z A O 3 0 . 5 2 0 . 5 1 0 . 4 2 18 . 3 2 17 . 0 5 17 . 7 5 4 . 3 4 3 . 9 3 . 9 5 0 . 0 1 8 0 . 0 18 0 . 0 2 4 0 . 14 0 . 3 3 尸06 氏丹卜」Jbl 勺工J … n ù n ù八U . 铃 1 0 2 原 金物7 4届 学生 , 现在天津 市有色金 属研 究所 。 原 在北京重 型 机器 厂 热工 抖 , 现 在机械工业 出版社 。 DOI: 10. 13374 /j . issn1001 -053x. 1980. 01. 011
三种钢材首先锻成厚约5毫米的板坯，再冷轧至0.25毫米厚的薄片。中间退火与最终的 固溶处理均在氩气保护下进行。固溶处理制度是1150℃保温2小时，水冷。固溶处理后，拉 伸变形5%至20%。 x线分析的试样为拉伸后电解减薄到厚度约0.2毫米的薄片。 电镜薄膜试样用电解抛光开窗法制备，一般分粗抛与精抛两步完成。粗抛光电解液为 1000m1H,P04+500gCrO3,电压10V,电流密度3-5A/cm,温度不超过60℃。精抛光 电解液为135m1CH,C00H+25gCr03+7m1H2O,电压20-25V,电流密度0.1-0.2A /cm2,温度低于20℃。 二、X线分析 1.标样测定 为了鉴别50Mn18Cr4在形变时是否发生Y+e和Y-+a的相变，即是否产生形变感生马 氏体，准备了含有e相和α相的标样。将固溶状态的A02试样电解抛光成针状，在液氨中冷 处理后拍摄德拜象。先用FεKa辐射，以便获得适当数量的衍射线条。经过对摄照结果（图 1,见图版)的标定，其中有5对线条为Y相的(111)、(200)、(220)、(311)、(222)。用外推 法算得其点阵常数a=3.60A。有4对线条为a相的(110)、(200)、(211)、(220)。剩下的 9对线条借助于本恩图确定为六方e相的(1010)、(1011)、(1012)、(1120)、(1013)、 2020)、112》、202D、004).利用关系式=号h++:+ a ca 解出e相的点阵常数a=2.537,c=4.080,&=1.610。 后来又用CKα对同一试样进行摄照，以便减轻底片背景。得到的结果如图2（见图 版)。经计算确定出其中有Y相线条3对，指数为(111)、(200)、(220)，α相线条有 3对，指数为(110)、(200)、(211)，e相线条有4对，指数为(1010、(1011)、 (1012)、)1013)。 ·:…2,检测形变感生马氏体 摄照形变试样时，为进一步降低底片背景，提高分辨能力，采用了单色化技术。实验布 支架 样品 CrKa 2 NaCI品体 胶片 7p5'(200)y 79·33'(10fE 图3 单色化象机示恋图 图7衍射仪記录的衍射强度曲线 103
三 种钢材首先锻成厚约 毫米的板坯 6 , 再冷轧 至 0 . 25 毫米厚 的薄片 。 中间退 火与最终的 固溶处理均在 氢气保护 下进 行 。 固 溶处理 制 度是 1 1 5 0 ℃保 温 2 小时 , 水 冷 。 固溶 处理 后 , 拉 伸变形 5 % 至 2 。% 。 x 线 分析的试 样为拉伸后 电解减薄 到厚 度 约 0 . 2 毫米的薄片 。 电 镜薄膜试 样用 电解抛光开 窗 法制备 , 一 般分 粗 抛与精抛两步 完成 。 粗抛 光 电 解 液为 1 0 0 o m I H 。 P O ` + s o o g C r O 。 , 电压 一o V , 电流密 度s 一 S A / e m , , 温度不 超过 6 0 ℃ 。 精抛 光 电解液为 23 5 m l C H : C O O H + 2 5 g C r O : + 7 m I H : O , 电压 2 0 一 2 5 V , 电流 密度 0 . 1 一 0 . 2 A / e m 吕, 温度低 于2 0 ℃ 。 二 、 x 线 分 析 1 . 标样侧定 为了鉴别 50 M n l8 C r 4在形变时 是否发生 Y , 。 和 丫 , a 的相 变 , 即是 否产生形变感生马 氏体 , 准备了 含有 。 相 和 a 相 的标样 。 将固溶状态 的 A 02 试 样电解抛光成针状 , 在液氮 中冷 处理后拍 摄 德拜象 。 先用 F e K a 辐射 , 以 便获得适当数量的衍射线条 。 经过对摄照 结果 ( 图 1 , 见图版 ) 的标定 , 其 中有 5 对线条为 丫相 的 ( l 一1 ) 、 ( 2 0 0 ) 、 ( 2 2 0 ) 、 ( 3 1 1 ) 、 ( 2 2 2 ) 。 用 外推 法算得 其点阵常 数 a = 3 . 6 0人 。 有 4 对线条为 a 相的 ( 1 10 ) 、 ( 2 0 0 ) 、 ( 2 1 1 ) 、 ( 2 0 ) 。 剩 下 的 。 对线条借 助于本 恩图 确定 为六方 。相 的 ( 1 0丁。) 、 ( 1 0 1 1) , ( 1 0 12 ) 、 ( l 一2 0 ) 、 ( 10 13 ) 、 , 。 。瓜 、 , 二 。 , 、 , 。 ` 二 . 、 工` 。 。 , 、 , , , ` , 一 1 “ ` U` U , 、 、 l “ ` , 、 、 ` U` 1少 、 、 U U U 4 , o 利用 大尔 八 刁了 _ 4 h l + h k + k : 3 a 盆 + 一= ~ 订石 ` 解出e 相 的点阵常数a = 2 . 5 3 7 , 。 = 4 . 0 80 , 一矿 , 一 1 . 6 1 0 0 后来又 用 C r K a 对同一 试样进行摄照 , 以便减轻底片背景 。 得到的结 果 如 图 2 ( 见 图 版 ) 。 经计算确定出其 中有 Y 相 线条 3 对 , 指数为 ( 1 1 1 ) 、 ( 2 0。 ) 、 ( 2 2 。 ) , a 相线条有 3 对 , 指数为 ( 1 10 ) 、 二 ( 2 0 0 ) 、 ( 2 1 1 ) , e 相线 条有 4 对 , 指数为 ( 1 0 10 、 ( ( l o r l ) 、 ( 10 12 ) 、 ) 1 0 1 3 ) 。 ` 2 , 位洲形 变感生 马氏体 摄照形变试样时 , 为进一步降低 底片背景 , 提高分辨 能 力 , 采用 了单色化技 术 。 实验布 , r ` , 夕 ` Z a a ) 丫 夕a . 刁 , ’ 口。 T口` 图 3 单色化 象机 示 意图 图 7 衍 射仪 记录 的衍 射强度 曲线 1 0 3
置如图3所示。所用的射线为CrKa,以NaCl晶体进行单色化。把摄照的结果（图4-6，见图 版)与标准样结果（图2）互相比较，可见A01在变形时不产生ε相或者是产生的量小到可 分辨的界限以下，A02、A03在变形时产生相当多的ε相。此外，在三种钢中都没有发现Y →α转变和碳化物析出。 3.ε马氏体含量测定 借助于x线衍射仪对A03变形18%的样品作了定量分析。 实验所用辐射为CrKa,选取强度较大距离适当的(200)，与(1011).两个峰（图7） 来求Y与ε两个相的相对含量。从图7测出两个衍射的积分强度比为I(200),/1(1011)。=14/5。 经过计算得到ε相的体积分数为1/19，由此引起钢的体积收缩为0.133%。 三、薄晶体透射电子显微镜分析 1.电子衍射 用衍衬方法观察形变状态的A01、A02、A03金属薄膜样品，发现主要的特征是普遍存 在大量层错和黑色带状组织。为了鉴定这些黑色带状组织是形变孪晶还是ε马氏体，作了电子 衍射分析，图8到图10（见图版）是有代表性的结果。衍射谱中的符号M、T和H分别表示 基体、孪晶和六方ε马氏体。 图8a-c为关于A01变形10%试样的一组照片。根据电子衍射谱标定（图8c),图8a中的 黑色带状组织为形变李晶。图8b为孪晶面(111)r衍射的暗场象。 图9a-c为关于A02变形5%试样的一组照片。根据电子衍射谱标定（图9c),图9a中的 黑色带状组织为e相。图9b为e相(1010).晶面衍射的暗场象。 图10a-d是关于A03变形10%试样的一组照片。根据电子衍射谱标定（图10d),图10a中 互相交叉的黑色带状组织是两组不同方位的e相.图10b与图10c分别为e相(3411)（0111)。 与(1011)(1101).晶面衍射的暗场象。 2.电子衍射村射。 为了与形变组织对比，首先观察了A02固溶状态的薄膜。在电镜下可以看到平直的晶 界，晶粒内部仅有少量扩展位错和层错，偶而看到退火李晶（图11，见图版）。 经过变形，在A01、A02、A03的试样中都显著地出现层错，它们起初在晶界或孪晶界 等应力集中的地方产生（图12，见图版），随变形的延续，层错长大，数量增多，互相重迭 (图13、14，见图版)，並且逐渐形成黑色带状物（见图8a、9a、10a)。根据上节的分析，可 知它们分别是形变孪晶与￡马氏体。 形变组织之间表现出各种相互作用，例如图15、16（见图版）为运动位错因受到层错阻 碍而发生的塞积，可以看到有些位错在外应力的推动下切过层错前进，但当它们再遇到层错 时又重新发生塞积。 图17、18（见图版）表明当一个形变李晶（图17）或ε相（图18）已经存在于晶体中 时，新的e相或李晶或层错有些可以穿过它，有些则不能穿过。图19、20（见图版）表示退 火孪晶界（图19）与普通晶界（图20）对变形的阻得，由于晶格取向的差别，两侧的层错、ε 马氏体或形变孪晶一般都不能穿过界面。 104
置如 图 3 所示 。 所用的射线 为C r K “ , 以 N a C I晶体进行单色化 。 把摄 照的结 果 ( 图 4一 6 , 见 图 版 ) 与标准样结 果 ( 图 2 ) 互 相 比较 , 可见 A 01 在变形时不产生 已 相 或者是产 生的 量小到可 分 辨 的界限 以 下 ; A 02 、 A 03 在 变形 时产生相 当多的 “ 相 。 此 外 , 在三 种 钢 中都没有发现 Y , a 转 变和 碳化物析出 。 3 . 。 马氏 体含 t 润 定 借助于 x 线 衍射 仪对 A 03 变形 18 % 的样品 作了定 量分 析 。 实验所用 辐射为 C r K a , 选取强度较大距 离 适当 的 ( 2 0 0) , 与 (1 01 1 ) 。 两 个峰 ( 图 7 ) 来求 Y 与 。 两个相 的相 对 含量 。 从 图 7测 出两 个衍射 的积分 强度比 为 I ( 2 0 ) , / I ( 1 0 1 1 ) 。 = 1 4 / 5 。 经过计 算得 到 。 相 的体积分数 为 1/ 19 , 由此引起钢 的体积 收缩为0 . 1 3 % 。 三 、 薄晶体透射电子显微镜分 析 万 . 电子衍射 用衍 衬方 法 观察 形变状 态 的 A 0 1 、 A 02 、 A 03 金属 薄膜样品 , 发现主要 的 特征 是普遍存 在大量层 错和 黑 色带状 组织 。 为了鉴定这些黑色带状 组织 是形 变 孪晶还 是 ￡ 马 氏体 , 作了电 子 衍射 分析 , 图 8 到 图 10 (见 图版) 是有代表 性的结 果 。 衍射谱中的符 号 M 、 T 和 H 分别 表 示 丛体 、 孪 晶和 六 方 。 马 氏 体 。 图 s a 一 c 为关于 A ol 变 形 10 % 试 样的一组 照 片 。 根 据 电子 衍射 谱标定 ( 图 s c ) , 图 a8 中的 黑 色带状组织为形 变孪晶 。 图 s b 为孪晶面 l( 1 1 ) T 衍射 的 暗场象 。 图 g a 一 c 为关 于 A 02 变 形 5 % 试 样的一组照 片 。 根 据 电子衍 射谱标定 ( 图g c ) , 图 a9 中的 黑 色带 状组织 为 e 相 。 图 g b 为 。相 ( 1 0 1 0 ) 。 晶面衍射 的暗 场 象 。 图 I O a 一 d 是 关 于 A 03 变形 10 % 试样的一组照 片 。 根据 电子 衍射谱标定 ( 图 l o d ) , 图 1 a0 中 互 相 交叉 的黑 色带 状组织 是两组不 同方位 的 。 相 。 图 10 b 与图 1 c0 分 别 为 。 相 〔3 4 1 1 ) ( 0 1 1 1 ) 。 与 ( 1 0 1 1 ) ( 1 1 0 1 ) 。 晶面 衍射 的暗场 象 。 2 . 电子衍射衬射 。 为了与 形变组织对 比 , 首先观察 了 A 02 固溶 状态 的薄膜 。 在电镜下 可以 看 到 平直 的晶 界 , 晶粒内部仅有少量 扩展 位错和 层错 , 偶而 看到 退 火孪晶 ( 图 1 1 , 见 图版 ) 。 经过 变 形 , 在 A 0 1 、 A 02 、 A 03 的试样 中都显著地 出现层错 , 它 们起 初在 晶界或孪晶 界 等应 力集中的地 方 产生 ( 图 12 , 见图 版 ) , 随 变形 的 延续 , 层错 长大 , 数量增 多 , 互 相 重迭 ( 图 13 、 1 4 , 见 图版 ) , 业 且逐渐 形成黑 色带 状物 ( 见 图a8 、 a9 、 1 0 a) 。 根 据上 节的分析 , 可 知它 们分 别 是形 变孪 晶与 ￡ 马 氏体 。 形 变组织 之间 表现出 各种相 互作用 , 例如图 15 、 16 ( 见 图 版 ) 为运 动位错因受 到层 错阻 碍而 发生 的塞 积 , 可 以 看到 有些 位错在 外应 力的 推动 下切过层错 前进 , 但 当它 们再 遇 到层错 时 又重 新发生塞 积 。 图 17 、 18 (见 图版 ) 表 明当一个形变孪晶 ( 图 17 ) 或 ￡ 相 ( 图 1 8) 已 经 存 在 于 晶 体中 时 , 新 的 e 相 或孪晶 或层错有些 可 以穿过它 , 有些动(lJ不能 穿过 。 图 19 、 20 (见 图 版) 表 示 退 火孪 晶界 ( 图 19) 与普通 晶界 ( 图2 0) 对变 形 的阻碍 , 由 于晶格取 向 的差 别 , 两 侧的层 错 、 “ 马 氏体或 形变 孪晶一般 都不 能穿过 界面 。 10 4
四、討 論 1.稍经范性形变即产生大量层错这一事实表明，实验所用钢种的层错能都是很低的。 这主要是含锰量高的结果。层错与李晶及具有密排六方结构的e马氏体关系很密切。在面心 立方基体的{111}面上，每隔一个晶面出现一次t〈112〉型层错即形成e马氏体，每个 属面出现一次古〈112〉型层错则形成李晶。可见，层错能低对于形成李晶和ε马氏体都是 有利的。另一方面，李晶的形成无化学推动力，仅需要应力或应变能，而ε相则可能由于化 :学能的降低从Y相产生，当然，应力对这个转变也会提供附加的推动力。因此，奥氏体的稳 定性在决定范性形变时是否产生ε相或孪晶应该起着关键性的作用。 按照Schu mann〔8)的数据（图21），实验用钢 的锰与C的含量接近图中Y区与Y+e区的边界，Cr会使 Mn% Y相的稳定性适当提高一些。三种钢互相比较起来， A01由于Mn、C、Cr偏高，稳定性应比A02与A03更 好，这可能是为什么A02和A03在变形时发生Y→e转 Y+e 变，但A01中的层错却发展成为形变李晶的原因。由此 也可以推测，过去关于高锰钢强化机理的分歧多半是各 Y+e+a 人所用钢材成分不同造成的。 Y+a 2.层错能低，位错扩展宽度大，交叉滑移困难固 片24b002 然可以提高钢的加工硬化能力，而层错本身也可以直接 C% 构成位错运动的障碍。根据Ash bec(9〕所作的理论分 图21Fe-Mn-C合金经950°- 析，出一片层错被另一晶面上的偏位错切制时，依赖于 1100℃水冷至室温(20℃)的组织 层错矢景与偏位错矢量的配合，所需能昼为沿交线每原子面子E,或。E,(E,与E,分别为 空位与填隙原子形成能)，这不是很小的数值。层错对位错运动的阻碍作用，从图15与16中 位错在层错前的塞积得到直接的证明。 由层错重迭发展成的孪晶或ε马氏体，阻碍位错的作用应该更大。单纯从一片层错、一片 李晶或者一片马氏体来看，这种作用或许是有限的。譬如在图17与18中，虽然有些滑移带被 孪晶和ε片阻断了，但是仍然有很多滑移带穿过了它们，显得没有象图19与图20中的大块退 火李晶和大角度晶界那样有效。但是，当层错、孪晶或ε相的密度很高时，无疑会使钢得到 充分的强化。在这方面需要进一步研究层错、孪晶和ε相与强化的定量关系以及它们之间的 差别。 五、结 論 1.50Mn18Cr4是一种层错能很低的奥氏体钢，变形时容易产生层错。 2.锰、碳、铬含量高的钢，Y相稳定性也高，变形时产生的层错倾向于发展成为形变 李晶，反之，则倾向于发展成为ε马氏体（对另外四种同类型钢的x线结构分析，得到了一致 的结果〔10))。 3,层错、孪晶、形变感生e马氏体以及它们对位错运动的阻碍，构成了50Mn18Cr4的 105
四 、 封 箫 1 . 稍经 范性 形 变 即产生大量 层错 这一 事实表明 , 实验 所用钢 种 的层 错能都是很 低的 。 这主 要是 含锰 量 高 的结 果 。 层错 与 孪晶及 具有密排 六方结 构的 e 马氏 体关 系很密切 。 在面 心 文方基体的 毛n l } 面 上 , 每隔一个晶面 出现 一次 古 (1 1妙 型 层错 即形成 “ 马 氏体 , 每 个 城面出现一次 古 <1 12 ) 型 层错则 形成 孪晶 。 可 见 , 层错能低 对 于 形成 孪晶和 e 马 氏体 都 是 有利的 。 另一方 面 , 孪晶的形成无 化学推 动力 , 仅需要应 力或应 变能 , 而 e 相 则可 能 由于 化 学 能 的降低从 丫 相产生 , 当然 , 应 力对这个转变 也 会提供附加 的推 动力 。 因此 , 奥氏 体的 稳 定性在决 定 范性 形变时 是 否产生 e 相 或 孪晶应 该 起着关键性的作用 。 按照 S e h u m a n n ( 8 〕的数 据 ( 图 2 1 ) , 实验 用钢 的锰与 C 的含量接近 图中Y 区与 Y + 。 区 的边界 , C r会使 丫 相 的稳定性适 当 提高一些 。 三种 钢 互 相 比较起来 , A o l 由于 M n 、 C 、 C r偏 高 , 稳定性应 比 A 0 2与 A 0 3 更 好 , 这可 能 是为什 么 A 02 和 A 03 在 变形 时 发生 Y , 。 转 变 , 但 A 01 中 的层错 却 发展 成为形变 孪晶的原 因 。 由此 也可 以 推测 , 过 去关 于高锰 钢 强化机 理 的分 歧 多半是 各 人所用钢材成分 不 同造成 的 。 2 . 层错 能低 , 位 错扩 展 宽度大 , 交 叉滑移 困难 固 然可 以 提 高钢 的加 工 硬化 能 力 , 而层 错本 身也可 以 直 接 构成位 错 运动 的 障碍 。 根 据 A s h h e 。 〔g 〕所作 的理论 分 析 , 、 场一 片 层错 被 另一 晶而 上的 偏位 错切 割 时 , 依赖 于 ,口 M n % 万 Y + e Y + 七 小 a 丫 + a 李 卜. . . . . ` . . . - 山 . . . 口 . ` 一 J 一 二卜~ J ’F 月之 衫 口` 帕 名。 ,. 含 C % 图 2 1 F e 一 M n 一 C 合 金 经 9 5 0 。 一 1 1 0 0 ℃水冷 至 室温 (2 0 ℃ ) 的组 织 层错矢最与 偏位 错矢锄 配 合 , 所需能 量为沿交 线 每 原子面 彗 “ · 心 “ : `“ · 与 “ ! 分别为 空位与填 隙原 子 形成 能 ) , 这 不 是很 小 的数值 。 层错对位错运 动 的阻 碍作用 , 从 图 15 与 16 中 位 错在层 错前的塞 积得 到 直接的证 明 。 由层 错重迭 发展 成 的孪 晶 或 e 马氏 体 , 阻 碍位 错 的作用 应该 更 大 。 单纯从 一片层错 、 一 片 孪晶或 者一 片马氏 体来 看 , 这种 作 用 或许 是有限 的 。 譬 如 在 图 17 与 18 中 , 虽 然有些 滑 移带 被 孪晶和 e 片阻断 了 , 但 是 仍然有 很多滑 移带穿过 了它 们 , 显得没有象图 19 与 图 20 中 的大 块退 火 孪晶 和大 角度 晶界 那样有效 。 但 是 , 当层错 、 孪 晶或 。 相 的密度很高时 , 无疑 会使 钢得 到 充分 的 强 化 。 在 这方 面 需要 进一步研 究 层错 、 孪晶 和 。 相 与强 化的定量 关 系 以 及它 们之 间 的 差 别 。 五 、 结 箫 1 . 50 M n l8 C r 4 是 一种 层错 能 很低 的奥 氏体钢 , 变 形时 容易 产生层错 。 2 . 锰 、 碳 、 铬含量 高的钢 , Y 相 稳 定性 也 高 , 变形时产生的层错倾 向 于发展 成 为形 变 孪晶 , 反 之 , 则倾 向于 发展 成为 。 马 氏体 ( 对 另外 四 种 同类 型钢 的 x 线结 构分 析 , 得 到 了一 致 的结 果 〔1 0 〕) 。 3 . 层 错 、 孪晶 、 形变感 生 。 马氏休以 及它 们对位错运 动 的阻 碍 , 构成 了 50 M n 18 C r4 的 10 5
加工强化。 4.A03变形18%时产生约)（体积）的e马氏体，伴随的钢的体积收缩为0.133%。 本工作进行过程中多次得到马如璋先生的鼓励和帮助，并得到有色院李永洪同志在电镜 方面的协助，在此谨表感谢。 参考文献 1.C.H.White,R.W.K.Honeycombe,JISI,200(1962)457 2.W.N.Roberts,AIME,230(1964)372 3.Zenji Nisiyama,Muneo Oka,Hiroshi Nakaga wa,Trans.Jap.Inst. Met.,6(1965)88 4.K.S.Raghavan,A.S.Sastri,M.J.Marcinkowski,AIME,245 (1969)1569 5,上田修三，绵引纯雄，藤田心志，日本金属学会悲，39(1975)1160 6.K.Sipos,L.Remy,A.Pineau,Trans.Met.,7A (1976)857, 7.Kirsten Dorph,Scand.J.of Met.,6 (1977)38 8.H.Schu mann,Neue Hutte,17 (1972)605 9,K,H.G.Ashbee,Acta Met,,15 (1967)1129 106
加工 强化 。 ` · A ” 3变 形` 8 % 时产生约九 `体积 , 的 ` 马氏 体 , 伴 随的钢 的体积收缩为0 · ` 3 3 % 。 本 工作进行 过程 中多次得到马如璋先生的鼓 励和帮 助 , 并得到有色院李永洪 同志在电镜 方面 的协助 , 在此 谨表感谢 。 参 考 文 献 1 . C . H . W h i t e , R . W . K . H o n e y e o m b e , J I S I , 2 0 0 ( 1 9 6 2 ) 45 7 2 . W . N . R o b e r t s , A I M E , 2 3 0 ( 19 6 4 ) 3 7 2 3 . Z e n j i N i s i y a m a , M u n e o O k a , H i r o s h i N a k a g a w a , T r a n s . J a p . l n s t . M e t . , 6 ( 1 9 6 5 ) 8 8 4 . K . 5 . R a g h a v a n , A . 5 . S a s t r i , M . J . M a r e i n k o w s k i , A I M E , 2 4 5 ( 1 9 6 9 ) 1 5 6 9 5 . 上 田修三 , 绵引纯雄 , 藤 田 痣志 , 日本金属学会慈 , 39 ( 19 7 5 ) 1 1 6 0 6 . K . 5 1 p 0 5 , L . R e m y , A . P i n e a u , T r a n s . M e t . , 7 A ( 1 9 7 6 ) 8 5 7 , 7 . K i r s t e n D o r p h , S e a n d . J . o f M e t . , 6 ( 1 9 7 7 ) 3 8 8 . H . S e h u m a n n , N e u e H Q t t e , 17 ( 19 7 2 ) 6 0 5 9 . K . H , G . A s h b e e , A e t a M e t . , 15 ( 19 67 ) 1 12 9
钢中氢裂纹机构研究 t=1分 t1分 t=2分 B t3分 t=2分 下雷置对禽着0论SN1,A钢 (8号，o。=161公斤/毫米)在无载荷条 t=8妍 件下电解充氢时氢致裂纹的产生和扩展 ×150 图3同图2×150 =1分 B t=8分 图4无载荷充氢时产生的穿 图2超高强40 CrNiMoA钢 晶氢致裂纹(30 CrMnSiNi,A钢 (21号，0。=185公斤/毫米2)在无载 8号) ×450 荷条件下电解充氢时氢煞裂纹的产生 和扩展 ×150 107
翎 …娜甲 钢 中 氢 级 故 机 构 研 究 t , 1分 · `砚 (8 号 , 0 。 二 1 61 公斤 /艰米. ) 在无 载荷条 件下 电解充氢时 氢 致裂 纹的产生和 扩 展 X 1 5 0 图 3 同图 2 荞 15 0
108
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