作者：admin 來源： 日期：2018/3/4 14:58:54
絎磨管鐵材料的力學性能根據(jù)微細組織的狀態(tài)變化很大，所以應(yīng)該通過適當?shù)剡x擇化學組成和生產(chǎn)工藝條件來達到組織的最佳化。作為組織構(gòu)成要素有，晶體中的化學缺陷溶質(zhì)元素（夾雜物和合金元素）、結(jié)構(gòu)性缺陷的原子空位和位錯、多晶體和包括結(jié)構(gòu)/組成的不同的第二相時形成的晶界和異相界面。強化組織因子在塑性變形時，全部成為位錯移動的障礙，所以通過其利用可以強化材料。一般如果強度提高，延性和韌性就會降低，所以實際應(yīng)用上需要改善其平衡的材料設(shè)計。
如果使金屬材料中的第二相粒子彌散，由于母相和粒子的彈性常數(shù)以及粒子的體積分數(shù)和形狀的不同，宏觀彈性性質(zhì)也不同，因此，屈服強度可以根據(jù)各種強化機制進行設(shè)計。塑性變形后達到加工硬化后最大變形應(yīng)力的抗拉強度，材料的斷面邊緣均勻減少邊變形。關(guān)于延性，表示均勻變形極限應(yīng)變的均勻伸長率、變形集中，斷面收縮局部發(fā)生的縮頸現(xiàn)象開始后，直到斷裂的變形量的局部伸長率，其后的斷裂伸長率成為重要的參數(shù)。縮頸開始是變形應(yīng)力σ達到超過加工硬化率（dσ/dε）的塑性不穩(wěn)定條件時發(fā)生，所以，提高加工硬化率（σ=Aεn），即提高n，是提高延性的方法之一。
于是利用合金碳化物的納米級析出的高強度鐵素體絎磨管被提出來了。絎磨管的微細析出物被用于各種絎磨管。可作為納米級彌散的析出物有碳化物/氮化物、金屬間化合物和銅（Cu）等。低合金絎磨管最常用的析出物是碳化鐵（滲碳體），其尺寸在含有高密度位錯的微細彌散的回火馬氏體中是數(shù)十納米。為獲得充分的強化量，需要高碳化。而添加碳化物生成元素的馬氏體絎磨管，經(jīng)500℃以上溫度回火處理，析出幾納米的合金碳化物。在添加鉬（Mo）、鈦（Ti）、鈮（Nb）和釩（V）等絎磨管中，與先析出滲碳體不同，是析出微細合金碳化物，呈回火二次硬化。具有Ti、Nb和V等B1（NaCl）型結(jié)構(gòu)的合金碳化物的納米級析出，因鐵素體和碳化物間的界面本身或該碳化物周圍的共格應(yīng)變場成為氫陷阱，所以對抑制高強絎磨管的延遲斷裂有效。鐵素體析出的Cu，析出初期生成與具有bcc結(jié)構(gòu)的鐵素體共格的bcc團簇，隨著時效的進行，從密排層狀結(jié)構(gòu)的9R向fcc結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變。因Cu是軟質(zhì)粒子，所以在顯示切斷機制的析出強化時，也改善延性，該納米級析出也用于提高超低碳IF絎磨管的烘烤硬化性。另一方面，在馬氏體時效絎磨管和析出強化型不銹絎磨管等高合金絎磨管中，與合金碳化物析出的二次硬化相同，通過高溫回火處理析出納米級硬質(zhì)相Ni3Al、Ni3Ti、FeMo等，強度顯著提高。在最近高強絎磨管的研發(fā)項目中，除合金設(shè)計和鍛造/冷卻工藝控制的進一步高強化以外，還進行構(gòu)件內(nèi)部強度分布控制、微細組織和材質(zhì)預(yù)測模型的開發(fā)。最近，利用熱軋后卷取工序的鐵素體相變時發(fā)生的（Ti、Mo）C相界面析出的高強度、高延性低碳鐵素體薄絎磨管板也正在實用化。
在Fe-0.1%C-1.5%Mn絎磨管中添加0.3%V的合金VC相界面析出組織的，用TEM以觀察到相界面析出的特有的VC周期性點列狀分布。如果含有這種合金碳化物納米級析出的鐵素體絎磨管變形，碳化物成為位錯運動的障礙，就會獲得高的屈服強度。在中碳絎磨管S45C中添加0.1%-0.5%V的合金，在VC完全固溶的溫度下，奧氏體化后，在各種溫度恒溫相變，測定絎磨管硬度的結(jié)果。不含V的S45C絎磨管，從呈鐵素體+珠光體組織的700℃到貝氏體混存的500℃，相變溫度降低，硬度單調(diào)上升，但全貝氏體組織的450℃，與500℃相比，硬度下降。此外，由于添加V，鐵素體+珠光體組織的硬度上升，其上升量是V添加量越多越大。0.3%V絎磨管的硬度在600℃（873K）以上，明顯高于S45C絎磨管。但在開始生成貝氏體的580℃（853K）的低溫硬度則大大減少。添加V絎磨管不僅是初析鐵素體，而且在珠光體組織中的鐵素體層狀部位也發(fā)生VC相界面析出，有助于絎磨管的高強化。這一結(jié)果表明，為利用VC相界面析出實現(xiàn)絎磨管的高強化，在鐵素體/珠光體相變溫度區(qū)域盡可能低的溫度進行相變處理是有效的方法。
