·170* 北京科技大学学报 1999年第2期 度变形时可获得较大的亚晶强化 参考文献 (3)试样均匀化处理后快速冷却到900℃变 1 Kojima A.Ferrite Grain Refinement by Large 形时，由于形变诱导的碳氮化铌等粒子发生沉淀 Reducion per Pass in Nonrecrystallization Temperure 而阻止奥氏体的再结晶，导致晶粒细化.但大量 Region of Austenite.ISIJ International,1996,36(5)603 碳氨化物在奥氏体中的析出减少了固溶铌的含 2 Pickering F B.Physical Metallurgy and The Design 量，致使其贝氏体转变温度B,升高，并减少在随 of Steels.Microalloying ,1977,75:9 后等温处理时的沉淀强化效果.在780℃变形时 3 Gladman T,Dulieu D,Melvor I D.Structure-property 因变形温度低、速率快，碳氨化铌来不及在奥氏 relationships in High-strength Microalloyed Steels. 体内析出，固溶铌降低B,温度的作用明显，可得 Microalloying,1977,75:32 到细小的贝氏体晶粒.在中温等温时碳氮化铌在 PatwardhanA K.Mechanical Properties of Extra-low C'Mar'Steels.Scr Metall,1976,10(8):677 过饱和α相（铁素体和贝氏体）内的弥散析出明 5 Irvine K J,Pickering F B,Gladman T.Grain-refined 显提高钢的强度， C-Mn Steels.J Iron Steel Inst,1967,205(2):161 (4)本工作结果表明：不论纯净钢还是工业钢 6 Hiroshi Kobayashi.Influence of Nb(Carbide Nitried) 经均匀化处理后快速冷却到奥氏体的低温区变 Precipitation in Austenite on the Mechanical Proper- 形70%，再进行适当的中温等温转变能够有效地 ties of High Strength Steels.J Jpn Inst Met, 细化组织和改善力学性能.获得的强化效果主要 1976,40(2):1270 是通过控制y→a转变得到细小的组织、适当的 7 Treppschuh H,Randak A,Domalski HH,Kurzeja J. 亚晶与位错密度和沉淀强化造成的，未涉及奥氏 Influence of Boron on the Properties of Structural 体的晶粒细化.因此，如将凝固细化、奥氏体晶粒 Steels and Tooll Steel.Stahl Und Eisen 87.1967.22: 细化和更有效的沉淀强化以及位错强化相结合， 1355 8 Mangonon P L,Heitmann W E.Subgrain and Precipita- 钢的强韧性还可进一步提高. tion-strengthening Effects in Hot-rolled,Columbi- um-bearing Steels.Microalloying,1997,75:59 致谢： 9 Morrison W B.Microstructure Control in Practice.Iron- 本工作是由国家科技部重大基础研究项目资助完成 making and Steelmaking,1995,22(6):453 的：宝山钢铁公司技术中心提供了本课题所篇的部分钢 10 Gregg J M,Bhadeshia HK D H.Solid-state Nucle- 铁试样和有关资料：该中心陈钰珊、郑磊高工热情地给予 ation of Acicular Ferrite in Minerals Added to 了许多帮助和有意义的讨论，作者谨表示深切的谢意. Molten Steel.Acta Material,1997,45(2):739 Effects of Deformation on Structure and Mechanical Properties of Bainitic Ferrite Formed by Isothermal Treatment Delu Liu,Lin Chang",Fu Jie2,T.Ko 1)Department of Materials Physice,UST Beijing,100083 Beijing China 2)Metallurgy School,USTBeijing ABSTRACT The effects of deformation at 900C and 780c on the microstructure and mechanical properties of the bainitic ferrite formed by isothermal treatment have been studied.The samples include three steels:an ultra-low carbon microalloying clean steel containing Mn,Nb,Ti,B,commer- cial steels X60 and XTE355.After press 70%at 900c or 780c followed by isothermal holding at 500c for 500 s or 800 s,samples of all three steels showed very fine structure and great improve- ment in their strength.The smallest overage grain size,which is 0.99 um and 1.02 um along X and Y direction respectively,is obtained in a X60 specimen pressed 70%at 780C before isothermal hold- ing.But the greatest improvement in strength is shown in the clean steel specimen owing to its large fraction of bainite structure.Mechanisms affecting microstructure and strength in the steels, which were deformed at near A,:or between A and A,temperature before isothermal transforma- tion,are discussed. KEY WORDS clean micro-alloying microalloying steel;isothermal transformation of deformed austen- ite;bainite transformation;refinement of microstructure;baron bearing steel北 京 科 技 大 学 学 报 1 9 9 9年 第 2期 度 变形 时 可获得 较大 的亚 晶 强化 . (3 )试样 均 匀 化处理后 快速 冷 却到 9 0 ℃ 变 形 时 , 由于 形 变 诱导的碳 氮化铭等粒 子发生 沉淀 而 阻 止 奥 氏体 的再 结晶 , 导致 晶粒 细 化 . 但 大量 碳氮 化 物 在 奥 氏体 中 的析 出减 少 了 固溶 妮 的含 量 , 致使其 贝 氏 体转 变温 度 B . 升 高 , 并 减 少 在 随 后 等温处理时 的 沉 淀强 化效果 . 在 7 80 ℃ 变 形 时 因 变形 温 度 低 、 速 率 快 , 碳 氮 化 铭 来 不 及 在 奥 氏 体 内析 出 , 固溶 铭降低 B . 温 度的 作用 明显 , 可得 到 细 小的 贝 氏 体晶粒 . 在 中温 等温 时碳 氮 化妮在 过饱 和 a 相 (铁素 体和 贝 氏体 ) 内的 弥散 析 出 明 显提高钢 的强 度 . (4 ) 本工 作结 果表 明 : 不论纯净 钢还是 工 业钢 经均 匀 化处理后 快速 冷 却 到 奥 氏体 的低 温 区 变 形 70 % , 再 进行 适 当的 中温等温 转 变能 够 有 效地 细 化组 织 和 改 善力 学 性 能 . 获 得 的强 化 效果 主要 是通 过控 制 y o a 转 变得 到细 小 的 组 织 、 适 当的 亚晶 与位 错 密 度 和 沉 淀强 化 造成 的 , 未 涉及 奥 氏 体 的 晶粒细 化 . 因 此 , 如将凝 固细 化 、 奥 氏体 晶粒 细 化和 更有 效 的沉 淀 强化 以及 位 错 强化 相 结合 , 钢 的 强韧性 还 可进一 步提 高 . 今 考 文 献 致谢 : 本工作 是 由国 家科 技部重大基础研究项 目资助完成 的; 宝 山 钢铁 公 司 技术 中心提 供 了本 课题所 需的部 分钢 铁试样 和有 关资料 ; 该 中心陈钮珊 、 郑磊 高工热情地给予 了许多帮 助和有意义 的讨论 , 作 者谨 表示深切 的谢意 . 1 K oj im a A . Fe ir et G ar in R e 石月 e me nt by L a r g e eR d u e i o n p er p a s s in NO n 了. c 卿t a l 七, it o n T e lnJ eP ~ R e g i o n o f A u s t e n iet · Is U ntI e m a t i o aln , 1 9 96 , 3 6( 5 ) 6 03 2 p i c ke ir n g F B . P h ys i c a l M e at ll ur gy an d T 加 D es 妙 o f S t e e l s · M i e or a l l o y i n g , 1 97 7 , 7 5 : 9 3 G l a dm a n T , D u li e u D , M c l v o r 1 D . S trU c ot 功 . Por P. yrt r e l a t i o n s h iP s in H ig h 一 s etr n ght M i c or a ll o y目 S t娜1 5 . M i c or a l l o y in g , 1 9 7 7 , 7 5 : 3 2 4 P a tw a r dh an A K . M e e h a n i e ia P or P e rt ie s o f a s . r o l de E x tr a 一 l o w c ` M ar ’ s t e e l s · s e r M e alt , 19 7 6 , l 0( 8) : 67 7 5 伽in e K J , P i e k e r in g F B , G l a dJ . 阳 T . G ar in . 比石匕de C 一 M n S t e e l s · J I or n S t e e l nI st , 1 9 6 7 , 2 0 5 (2) : 1 6 1 6 H i or s h i K o b a y as h i . nI if u e n c e o f N b c( a 比记e iN itr de ) P er e i Pi at t i o n in A u s et n iet o n het M ce h aJ 吐c ia P or 户留 ` t i e s o f H ig h S etr n g ht Set l s . J PJ n nI st M e t . 1 9 7 6 , 4 0 ( 2 ) : 12 7 0 7 T er PP s e h hu H , R a n d ak A , D o am l s ki H H , K 此咧a J . I n fl u e n e e o f B o r o n o n ht e p or p e rt i e s o f S utr c h ” 飞 1 S t e e l s a n d T o o l l S te l . St a h l U n d E i s e n 8 7 , 1 96 7 , 22 : 1 3 5 5 8 M a n g o n o n p L , H e i tm a n W E . S u b g ra in a nd P rec ip i ta · t i o n 一 s t re n g th e n in g E fe e t s in H o t 一 r o ll e d , C o l切m bi - u m 一 b e a r in g S t e e l s · M i e r o a ll o y 运g , 19 9 7 , 7 5 : 5 9 9 M o r i s o n W B . M i e r o s t几e t盯 e C o n tr o l i n P r a c t i e e . lr o 卜 m ak in g a n d S t e e lm a k i n g , 19 9 5 , 2 2 (6 ) : 4 5 3 1 0 G er g g J M , B h a d e s h i a l{ K D H . S o l id 一 s t a t e N u c l e - a t i o n o f A e i e u l a r F e ir te in M i n e ar l s 产d d记 ot M 0 1t e n S t e e l . A e at M a t e ir a l , 1 9 9 7 , 4 5 (2 ) : 7 3 9 E fe e t s o f D e fo mr at i o n o n S utr e ut er a n d M e e h a n i e a l P or P e rt i e s o f B a i n it i e F e r it e F o mr e d b y I s o t h e mr a l T r e a t m e n t D e lu L iu l ) , 乙.ln o a n g l ) , 凡 五e Z ) , z 而 l ) l ) D e p a mrt e n t o f M a t e r i a l s p h y s ice . U s T B e ij i n g , 10 0 0 8 3 B e ij i n g C h i n a Z )M e t a ll u 嗯y s c h o o l , U s BT e ij i n g A B S T R A C T T h e e 至介e t s o f d e of r l ll a t i o n a t 9 0 0℃ an d 7 8 0 ℃ o n ht e m i e or s tru e tu r e an d m e e h an i c a l Por P e rt i e s o f t h e b a in it i e fe 示t e of rm e d b y i s o ht e rm a l t r e a tm en t h va e b e e n s tu d i e d . T h e s am Pl e s in e l u d e t h re e s t e e l s : an u lt ar 一 l o w e ar b o n m i e or a ll o y i n g e l e an s t e e l co n t a i n i n g M n , N b , T i , B , e o m m e -r e i a l s t e e l s X 6 0 a n d X T E 3 5 5 . A ft e r p r e s s 7 0% a t 9 0 0℃ o r 7 8 0℃ fo ll o w ed b y i s o ht e mr a l h o l d in g at 5 0 0 ℃ fo r 5 0 0 5 o r 8 0 0 5 , s a m p l e s o f a ll t h er e s t e e l s s h o w e d v e 卿 if n e s t ur e ut r e an d g r ea t 面Por v e - m e n t i n th e i r s t r e n g t h . T h e s m a ll e s t o v e ar g e g ar i n s i z e , w h i e h 15 0 . 9 9 卜m an d 1 . 0 2 卜m a l o n g X an d Y d ier e t i o n r e s p e e t i v e l y , 1 5 o b t a i n e d i n a X 6 o s p e e im e n p r e s s e d 7 0 % at 7 8 0 ℃ b e fo er i s o ht emr a l h o l d · in g . B u t t h e g r e a t e s t im P r o v e m e n t in s tr e n g t h 1 5 s h o w n i n t h e e l e a n s t e e l s P e e im e n o w in g ot it s af gr e afr e t i o n o f b a i n it e s t ur e t u r e . M e e h a n i s m s a fe e t i n g m i e or s utr e t u r e a n d s t er n gt h in ht e s t e e l s , w h i c h W e er d e fo mr e d ia n e ar A r 3 o r b e t w e e n A r 3 a n d A r 一 t e m p e ar t u er b e fo r e i s o t h e mr a l tr an s fo mr a - t l o l , K E Y a r e d i s e u s s e d . W O R D S e l e a n m i e or 一a ll o y i n g it e ; b a i n it e tr a n s fo mr a t i o n : r e if n e m e n t m i e or a l l o y i n g s t e e l: i s o t h e mr a l t r a n s fo mr a t i o n o f d e fo mr e d a u s t e n - o f m i e or s t ur e t u r e : b a or n b e a r i n g s t e e l