●210 北京科技大学学报 2002年第2期 其表达式为： 屈服强度模型： TS=f·TS+方·TS, (8) YS=9.29wn+68.96ws+182.13d1n+ 式中，和TS一铁素体相的体积分数和强度5 0.06f6+101.37 (11) 和TS2一第2相的体积分数和强度 抗拉强度模型： 对于低碳钢的抗拉强度来说，在显微组织 TS=86.46w+332.28ws+220.56d1n+ 与性能的关系式中，除了要考虑固溶强化、晶界 0.53f6+302.41 (12) 强化外，还要考虑珠光体体积分数的影响.这 延伸率模型： 样，作者在关系式（④）基础上，提出了低碳钢抗 6=36.90-0.39wM-106ws- 拉强度与固溶强化、晶界强化以及第2相（这里 86.32d12-0.15f (13) 是珠光体体积分数)等影响因素之间的关系式 其中，wM,ws分别为Mn,Si的质量分数，%. 为： TS=+∑k·Ctkd2+o,+k·f6 (9) 4 结论 式中，一珠光体体积分数，k,k,k一系数 在分析钢中各强化因素对低碳钢性能贡献 2.4延伸率与显微组织的关系 的基础上，探讨了化学成分、显微组织等与屈服 从表1中可知，就表征钢材塑性的延伸率 强度、抗拉强度和延伸率的关系，从而提出低碳 而言，强化因素中的间隙固溶强化、第2相析出 钢组织与力学性能间的基本关系式.在这些基 强化以及位错强化都将降低延伸率，而固溶强 本关系式的基础上，通过实验研究获得了低碳 化中的置换固溶强化和晶界强化则对延伸率作 钢显微组织与力学性能关系模型. 用很小或没有作用.因此，作者构造的延伸率 参考文献 ()与显微组织之间的关系式可表示为： 1余德刚，谈育煦.钢的组织强度学M.上海：上海科 6=E-+∑k·C+k·dG+o。-k6 (10) 学技术出版社，1983.12 式中，E一常数，k,k,k一系数 2哈宽富.金属力学性质的微观理论[M.北京：科学出 版社，1983.8 3 试验方案及结果 3毛为民，赵新兵.金属的再结晶与晶粒长大M.北 京：冶金工业出版社，1994.6 在初步建立了显微组织与各强韧性指标的 4 Leslie WC,著.余宗森，谢善骁译.钢的物理冶金学 关系后，有目的地设计有针对性的实验方案，通 M.北京：冶金工业出版社，1988.9 过实验来定量研究组织一性能关系式中各强化 5余德刚，钢的强韧化理论与设计[M,上海：上海交 通大学出版社，1990.4 项的作用，从而确定各关系式中的待定系数 6仲町英治塑性加工FEM之ミx一之3>21世纪 在进行了热模拟、定量金相、透射电镜和材 入)展望[.塑性上加.T.,1994,5:436 料力学性能实验后，将测得显微组织参量与力 7梅本富.铁钢材料)组织办石机械的性质冬予测才 学性能参数对比整理后，引人已建立的显微组 方手法の现状上课题门.铁上钢，1995(3)：1 织与力学性能关系式中进行回归分析，进而获 8赵辉.低碳钢轧后显微组织变化的计算机模拟与性 得了显微组织与材料力学性能关系模型. 能预报[D[博士论文]北京：北京科技大学，1998 Relationship between Microstructure and Properties in Low Carbon Steel LIU Jing,LU Shouli Material Science and Engineering,UST Beijing,Beijing 100083,China ABSTRACT On the basis of theory of steel strengthening,the influence of microstructures on properties in low carbon steel is analyzed.Combined with the condition of production,the relationships between micro- structures and properties in low carbon steel are studied.The formulas which describe these relationships are derives from experiments and regression analysis. KEY WORDS microstructure;property;low carbon steel;strengthen;regression一 2 10 - 北 京 科 技 大 学 学 报 2 0 02 年 第 2 期 其表达式 为 : T S = 关 · T S F琪 · T S Z ( 8) 式 中 沂 和T S一铁素体相 的体积分数 和强度抓 和 T S Z一第 2 相 的体积 分数和强 度 . 对于低碳 钢的 抗拉强度 来说 , 在显微组织 与性能的关系式 中 , 除 了要考虑 固溶强化 、 晶界 强化外 , 还要考虑珠 光体体积分数 的影响 . 这 样 , 作者 在关 系式 ( 4) 基础上 , 提 出了 低碳钢抗 拉强 度 与固溶强 化 、 晶界强化 以及第 2 相 (这里 是珠光体 体积分数 ) 等影响 因 素之间 的关 系式 为 : T S 二 氏十 艺ik · C + .k daw 陇+ 几十kj · 再 (9 ) 式 中 , 养一珠光体体 积分数 , k , 无 , 凡一系数 . .2 4 延 伸率与显微组织 的关系 从表 1 中可 知 , 就表征钢 材塑 性 的延伸率 而言 , 强化 因素 中的间隙固溶强化 、 第 2 相析 出 强化 以 及位错强化都 将降低延伸率 , 而 固溶强 化 中的置换 固溶强化和 晶界强化则对延伸率作 用很小 或没有作用 . 因此 , 作 者构造 的延伸率 (司 与显微组 织之 间的关 系式可表示 为 : 占= E 一 十 艺么 · C + .k 浦 l斗巩一凡 · 养 ( 10) 式 中 ,丹一常数 , k , 丸 , kj 一系数 . 屈 服强度模型 : Y S = 9 . 2 9 w 、 + 6 8 . 9 6 w s i+ 18 2 . 13 d 一 ’ 佗 + 0 . 0以 + 10 1 . 3 7 ( 1 1) 抗 拉强 度模型 : T S = 8 6 . 4 6 w M n十 3 3 2 . 2 8 w s , + 2 2 0 . 5 6 d 一 ’ 瓜+ 0 . 5 3再+ 3 0 2 . 4 1 ( 12 ) 延伸率模型 : 占= 3 6 . 9 0 一 0 . 3 9 w M 。 一 10 6 w s * 一 8 6 . 3 2 d 一 ,瓜 一 0 . 1鱿 ( 13 ) 其 中 , w * , w is 分别 为 M n , is 的质量分数 , % . 3 试验方案及结果 19 在初步建立 了显微组织 与各强韧性指标 的 关系后 , 有 目的地设计有针对性 的实验方案 , 通 过实验来定量研究组织一性 能关系式中各强化 项 的作用 , 从 而确定各关 系式 中的待定 系数 . 在进行 了热模拟 、 定量金相 、 透射 电镜和材 料力学性 能实验后 , 将测得显微组 织参量与力 学性能参数 对 比整理后 , 引人 已建 立的显微组 织与力学性 能关系式 中进 行 回归分析 , 进而获 得 了显微组 织与材料力学性 能关系模 型 . R e l a t i o n s h iP b e wt e e n M i e or s如 c t u r e 4 结论 在分析钢 中各强化 因素对低 碳钢性能贡献 的基础上 , 探讨 了化学成分 、 显微组织等与屈服 强度 、 抗拉强度和延伸率的关系 , 从而提 出低碳 钢组织与力学性 能间 的基本关 系式 . 在 这些 基 本关 系式 的基 础上 , 通 过实验研究获 得了低碳 钢显微组织 与力学性能关 系模 型 . 参 考 文 献 1 余德 刚 , 谈育煦 . 钢 的组织 强度 学 [M ] . 上海 : 上海科 学技 术 出版社 , 19 83 . 12 2 哈宽 富 . 金属力 学性 质 的微观理论 [M ] . 北京 : 科学 出 版社 , 19 8 3 . 8 3 毛为 民 , 赵 新兵 . 金属 的再结 晶与 晶粒 长大 [M l . 北 京 : 冶金工 业 出版社 , 19 94 .6 4 eL isl e W C , 著 . 余宗森 , 谢善晓 译 . 钢 的物理冶 金学 〔M ] . 北京 : 冶金 工业 出版社 , 19 8 .8 9 5 余德 刚 . 钢 的强 韧化 理论与设计 [M ] . 上海 : 上海交 通 大学 出版社 , 19 90 .4 6 仲盯英治 . 塑性加 工 F E M 夕 三工 卜 一夕 日 夕 21 世纪 、 刃展望 [J . 塑性 巴加 工 , 19 94 , 5 : 4 36 7 梅 本 富 . 铁钢 材料 内组织 力 、 乙机械的性 质 吞予 测寸 为手 法刃 现状 占课题 [IJ . 铁 七钢 , 1 9 95( 3 ) : 1 8 赵辉 . 低碳 钢 轧后显 微组 织变化 的计算机 模拟 与性 能 预报 [D :][ 博士论 文 ] . 北京: 北京 科技大学 , 19 98 an d P or P e rt i e s i n L o w C a r b o n S t e e l LI U iJ ng, L U hS o ul i M aet r ial S e i e n e e an d E n g i n e e r ign , U S T B e ij in g , B e ij in g 1 0 0 0 8 3 , Ch i n a A B S T R A C T O n ht e b a s i s o f ht e o yr o f s t e e l s tr e n hgt e n i n g , ht e i n fl u e n e e o f m i c r o s t ur c trU e s o n rP o Pe rt i e s i n l o w c a r b o n s t e e l 1 5 an a l y z e d . C o m b i n e d w iht ht e e on d it i o n o f P r o d u e t i o n , ht e r e l at i o n s h iPs b e wt e e n m i e r o - s trU e trU e s a n d Pr op e rt i e s in l ow e abr o n s t e e l ar e s tU d i e d . T h e fo mr ul a s w h i e h d e s e r ib e ht e s e r e l at i o n s h 1Ps aer d e r i v e s for m e x P e r im e nt s an d r e gr e s s ion an a l y s i s . K E Y WO R D S m i e r o s trU e ut r e ; Pr op e yrt ; l o w e a r b o n s t e e l: s tr e n g th e n : r e 盯e s s i o n