第5期 范倚等：第三代汽车钢的热塑性及断裂机理 .609. 700℃时断面收缩率有所回升，到650℃时断面收 虚线发生相的变化，从750℃左右发生固态相变， 缩率再次出现极小值51.4%，其后随温度的进一步 奥氏体中不断的析出铁素体，到600℃左右会有铁 降低开始回升，到550℃断面收缩率达到75.0%. 素体和碳化物析出，最后在室温下实验钢中依然会 残留少量的奥氏体.对于750℃附近的相变，转变 100 前的奥氏体为面心立方结构，转变后产生的铁素体 90 为体心立方结构，奥氏体相变前后材料的比容发生 80 了变化，故相变过程会产生组织应力阁 70 900 60 800 700 Y+FejC atr 40 600 a+y+FexC 30L 400 600 800100012001400 温度/℃ 第 a+Fe:C 图2不同温度下试样的断面收缩率 400 Fig.2 Reduction in area of samples at different temperatures 300 2.2抗拉强度测试 200 0.2 0.40.6 0.8 1.0 试样的抗拉强度随温度的变化如图3所示.随 碳的质量分数/% 着温度的升高，试样所承受的抗拉强度逐渐下降， 图4模拟计算实验钢平衡相图 当温度超过900℃，抗拉强度下降速率减缓，到 Fig.4 Equilibrium phase diagram of the experimental steel 1349℃抗拉强度下降到11MPa. 2.4断口形貌观察 250 在不同温度拉断的试样断口形貌如图5所示. 200 8001300℃拉断的试样的断口与900℃的断口类 似，因此本文只列出了900℃时的断口形貌.图 5(a)所示断口由大而深的韧窝组成，韧窝比较深且 ■ 韧窝周围发生了较大塑性变形：图5(b)所示750℃ 拉断的试样断口大部分位置呈石块状，部分位置存 % 在小的孔洞；图5(c)所示700℃的断口为大小不一 的韧窝，但大部分韧窝都比较浅：图5(d)所示650 ℃的断口形貌同时有韧窝和准解理断裂 400 600 8001000 1200 1400 温度/℃ 2.5金相组织观察 图3不同温度下试样的抗拉强度 为了研究在750℃的断裂机理，将断口附近的 Fig.3 Tensile strength of samples at different temperatures 组织采用含有少量表面活化剂的饱和苦味酸溶液热 浴浸蚀，得到原奥氏体晶粒组织如图6所示 2.3热力学相图计算 由750℃试样的原奥氏体晶粒组织可以知道， 利用Thermo-Calc软件，基于实验钢的化学成 在750℃时奥氏体晶粒被铁素体薄膜包围，铁素体 分模拟计算含M的Fe-C二元系平衡相图，如图4的分布不均匀.某些位置铁素体析出量较多，在外 所示 载荷的作用下出现了内聚失效，铁素体内部有孔洞 实验钢C的质量分数为0.111%，在相图中处 存在，如图6(a):而某些位置铁素体析出量较少，裂 于虚线的位置，因而实验钢在缓慢冷却过程中沿着 纹沿奥氏体晶粒之间的铁素体网膜扩展，如图6(b).第 期 范 倚等 第三代汽车钢的热塑性及断裂机理 · ℃时断面收缩率有所回升 , 到 ℃时断面收 缩率再次出现极小值 , 其后随温度的进一步 降低开始回升 , 到 ℃断面收缩率达到 二 厂一 · 丁丫 虚线发生相的变化 , 从 ℃左右发生固态相变 , 奥氏体中不断的析出铁素体 , 到 ℃左右会有铁 素体和碳化物析 出 , 最后在室温下实验钢中依然会 残 留少量的奥 氏体 对 于 ℃附近 的相变 , 转变 前 的奥氏体为面心立方结构 , 转变后产生的铁素体 为体心立方结构 , 奥 氏体相变前后材料的比容发生 了变化 , 故相变过程会产生组织应力 守十 呼萄蠕孚巨酥 ︸只片八︺︺ 叶守 护 侧 蛆 守 温度 ℃ 图 不 同温度下试样的断面收缩率 八」门︺ 地 抗拉强度测试 试样 的抗拉强度随温度的变化如 图 所示 随 着温度 的升高 , 试样所承受的抗拉强度逐渐下 降 , 当温度超过 ℃ , 抗拉强度下降速率减缓 , 到 ℃抗拉强度 下降到 卜一丫厂一茄 , 一商一不汀一丫 。 碳的质量分数 图 模拟计算实验钢平衡相图 一 、气 、、 一 粼侧军琐国弓 温度 ℃ 图 不同温度下试样的抗拉强度 热力学相图计算 利用 一 软件 , 基于实验钢 的化学成 分模拟计算含 的 一 二元系平衡相 图 , 如 图 所示 实验钢 的质量分数为 , 在相 图中处 于虚线的位置 , 因而实验钢在缓慢冷却过程中沿着 断 口形貌观察 在不同温度拉断的试样断 口形貌如图 所示 ℃拉断的试样 的断 口与 ℃的断口类 似 , 因此本文只列 出了 ℃时的断 口形貌 图 所示断 口由大而深的韧窝组成 , 韧窝 比较深且 韧 窝周围发生了较大塑性变形 图 所示 ℃ 拉断的试样断 口大部分位置呈石块状 , 部分位置存 在小的孔洞 图 所示 ℃的断口为大小不一 的韧窝 , 但大部分韧窝都 比较浅 图 所示 ℃的断 口形貌同时有韧窝和准解理断裂 金相组织观察 为了研究在 ℃的断裂机理 , 将断口附近 的 组织采用含有少量表面活化剂的饱和苦味酸溶液热 浴浸蚀 , 得到原奥 氏体 晶粒组织如 图 所示 由 ℃试样 的原奥氏体 晶粒组织可以知道 , 在 ℃时奥 氏体晶粒被铁素体薄膜包围 , 铁素体 的分布不均匀 某些位置铁素体析 出量较多 , 在外 载荷的作用下出现了内聚失效 , 铁素体内部有孔洞 存在 , 如图 而某些位置铁素体析出量较少 , 裂 纹沿奥 氏体晶粒之间的铁素体网膜扩展 , 如 图