马氏体计算Word下载.docx
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470.06
24.98
0.0111161
QLT中铁素体含量24.14%,马氏体68.55%,马氏体中碳含量54.81%(即0.02439%)
RLT、QLT和QT热处理工艺下马氏体中的位错密度分别为1.96×
108/cm2、1.85×
108/cm2、2.40×
108/cm2。
M:
k2-98.1k2L-1.55*10-6mF:
k2-3.33k2L-10-5m
为位错的线张力;
J为实验钢的弹性模量;
b为伯氏矢量;
马氏体的位错平均自由长度为3.8×
10-8m[17]
[17]C.Thomser,U.Prahl,H.Vegter,W.Bleck,Comput.MethodsMater.Sci.7
(1)
(2007)42–46.
逆转奥氏体中碳含量的计算公式为[8]
为奥氏体中的碳含量,
为通过
衍射峰测定的晶格常数
[8]Koh-ichiSugimoto,TsutomuIida,JyunyaSakaguchi,etal.RetainedAusteniteCharacteristicsandTensilePropertiesinaTRIPTypeBainiticSheetSteel[J].ISIJInternational,2000,9(40):
902.
(TEM)首先将试样线切至0.2mm的薄片,采用人工用砂纸均匀磨薄至40
m,然后将薄膜样品冲成若干3mm的小圆片,小圆片经过10%的高氯酸和90%的乙醇溶液电解双喷减薄至穿孔(电压约12V、电流约40mA、时间约12s、液氮环境)后,然后用PhilipsTecNai12型透射电镜对逆转奥氏体的形态、分布及其他组织形貌进行观察和衍射标定。
描述双相钢变形特性的模型
对于给定碳含量的钢,当进行临界区处理时,临界区处理温度与马氏体的体积分数及马氏体中的碳含量有很大关系。
而马氏体的碳含量可以根据钢中碳含量和质量平衡定律以及相应的马氏体体积分数计算,即
,如果忽略铁素体相中的碳含量,则
,式中C0—钢中初始碳含量,Cr为临界区加热时奥氏体中的碳含量。
假定它等于随后淬火成马氏体时的碳含量,则
1-1
在双相钢中,马氏体一般呈均匀分布及不连续的特点与不连续纤维复合材料接近,基于不连续纤维复合物的强化模型,导出了双相钢混合物定律表达式[2,3]。
同一钢种不同临界区温度处理后,得出[1]
1-2
根据铁素体的强度与马氏体体积分数关系[2,9],假定
1-3
K1,K2为回归常数;
,碳含量趋于零时马氏体的强度,它受钢中或马氏体中合金元素的影响;
,马氏体体积分数为零时钢的强度,它受铁素体的晶粒大小、固溶强化元素等因素的影响;
Cm,马氏体中碳含量,假定它等于临界区加热时奥氏体中的碳含量
将式1-2和式1-3代入式1-1,得到
根据文献[2,3]的实验结果:
=482,K1=634,K2=2970,
=788将其代入上式得
(抗拉强度模型)沈显璞和雷廷权[46]在一种新的双相钢强度表达式提出双相钢的马氏体分布与特性更适合于短纤维复合材料,在这种假设的前提下他利用短纤维复合材料剪切滞后分析法,在(1-1)式的基础上建立了一种双相钢强度表达式:
马氏体抗拉强度,
铁素体抗拉强度,
为马氏体体积分数,
为铁素体体积分数,K为马氏体与铁素体抗拉强度比,
为马氏体岛长度与直径比
多相材料的塑性变形一般可分为三个阶段:
软硬相都发生弹性变形;
软相发
生塑性变形,硬相保持弹性变形;
软硬相都保持塑性变形。
应力应变曲线模型:
在双相钢中马氏体和铁素体相的变形特性取决于很多因素,包括热处理过程中化学元素的分布、微观结构属性(如铁素体晶粒尺寸、马氏体亚结构等)以及这些组织的位错密度。
先前工作中,一些研究者运用经验公式来模拟双相钢在拉伸过程中的变形行为[30-33]。
特别地,铁素体和马氏体流变应力行为表达式为[30-33]:
(1)
上面公式中,
是塑性应变为
时的流变应力;
为合金元素影响下铁素体或马氏体的流变应力;
为碳的固溶强化或析出强化。
其中
、
可以根据铁素体和马氏体中的化学成分,结合文献[31、33]中的经验公式计算得到。
运用文献[31]中的公式计算得到铁素体和马氏体两者的
为558.3MPa。
假定铁素体中的碳含量为0.02%,也就是铁素体中最大固溶碳含量。
马氏体中的碳含量可以根据马氏体的体积分数以及钢中的碳含量得到。
马氏体和铁素体的
分别为100MPa。
公式
(1)中的第三项是由位错和微观结构引起的强化。
它是与应变相关的位错密度,与一般的位错强化公式不同。
公式1中的
是常数,为0.33;
b为伯格斯矢量,M是泰勒常数,
是剪切模量,其值分别为3.80GPa和2.5×
10-10m。
[58]K.J.KIM.L.H.SCHWARTZ.OntheEffectofintercriticalTemperingontheimpactEnergyofFe-9Ni-0.1C,MaterialsScienceandEngineering,1978,33:
5-20.
[61]ZHANGFu-tian,WANGJing-yun,GUOYun-yi.OntherelationshipbetweenreturnausteniteandtoughnessforNi9steelatcryogenictemperatures[J].ActaMetallurgicaSinica,1984,20(6):
A405-A410.
[62]YANGYue-hui,WUHui-bin,CAIQing-wu,etal.Formationofreversedausteniteanditsstabilityin9Nisteelduringtempering[J].TransactionsofMaterialsandHeatTreatment,2010,31(3):
73-77.
[70]刘彦明,石凯,周勇等.9Ni钢的热处理及低温韧度[J].热加工工艺.2007,36(16):
77-83.
[71]雷鸣,郭蕴宜.9%Ni中沉淀奥氏体的形成过程及其在深冷下的表现[J].金属学报,1989,25
(1):
A13-A17.
[72]杨跃辉,蔡庆伍,武会宾,等.两相区热处理过程中残余奥氏体的形成规律及其对9Ni钢低温韧性的影响[J].金属学报,2009,45(3):
270-274.
[73]WertC,MarxJ.ActaMetallurgicaSinica,1953;
1:
113
[74]BagramovR,MariD,BenoitW.Internalfrictioninamartensitichigh-carbonsteel[J].PhilosophicalMagazineA,2001,81(12):
2797.
[75]SzkopoakZC,EliazWJ.SnoekpeaksandtheirstabilityinannealedanddeformedTantalum[J].Less-CommonMetals,1966,11,273.
[76]I.Tkalcec,D.Mari.Internalfrictioninmartensitic,ferriticandbainiticcarbonsteel;
coldworkeffects,MaterialsScienceandEngineeringA2004(370)213–217.
[77]C.Thomser,U.Prahl,H.Vegter,W.Bleck,Comput.MethodsMaterialsScience7
(1)(2007)42–46.
[78]A.Ramazani,K.Mukherjee,U.Prahl,W.Bleck,ComputationalMaterialsScience52(2012)46–54.
[30]GeorgeK.Martensiteinsteel:
strengthandstructure[J].MaterialsScienceandEngineering:
A,1999,273-275:
40-57.
[31]RobertsMJ.EffectoftransformationsubstructureonthestrengthandtoughnessofFe-Mnalloys[J].MetallurgicalTransactions,1970,1(12):
3287-3294.
[32]TomitaY,Okabayashi,K.Effectofmicrostructureonstrengthandtoughnessofheat-treatedlowalloystructuralsteels[J].MetallurgicalTransactionsA,1986,17(7):
1203-1209.
[33]ShibataA,NagoshiT,SoneM,etal.Evaluationoftheblockboundarystrengthsofferrouslathmartensiteusingamiro-bendingtest[J].MaterialScienceandEngineeringA,2010,527(29-30);
7538-7544.
[16]R.M.Rodriguez,I.Gutierrez,MaterialsScienceForum426-432(2003)4525-4530
[1]邱正华,张桂红,吴忠宪.低温钢及其应用[J].材料与焊接,2004,25
(2):
43-46.
[2]张勇.低温压力容器用钢的现状与发展概况[J].压力容器,2006,23(4):
31-34.
[3]EN10028-4:
2009.Steelflatproductsforpressurepurposes:
Nickel-alloysteels
withspecifiedlowtemperatureproperties[S].EuropeanNorm,2009.
[4]GB24510-2009.低温压力容器用9%Ni钢板[S].中国国家标准化委员会,
2009.
[5]ASTMA553/A553M-2006.StandardSpecificationforPressureVesselPlates,
AlloySteel,QuenchedandTempered8and9%Nickel[S].AmericanStandard,
2006.
[6]JISG3127-2005.Nickelsteelplatesforpressurevesselsforlowtemperature
service[S].JapaneseIndustrialStandard,2005.
[7]R.Horii,Meng,andN.Mizuhashi.Developmentsinwelding9%nickelsteel[J].
WeldingLowTemperatureContainmentPlant,1973(11):
16-26.
[8]R.A.DaeminandIngtechn.Recentdevelopmentinthefieldofelectrodesfor
weldingcryogenic9%Nisteel[J].WeldingLowTemperatureContainmentPlant,
1973(11):
10-15.
[9]NaokiSaitoh,RyoutaYamaba,HirohideMuraoka,etal.DevelopmentofHeavy
9%NickelSteelPlateswithSuperiorLow-TemperatureToughnessforLNG
StorageTanks[J].NipponSteelTechnicalReport,1993,58(7):
9-16.
[10]刘祥儒.9Ni钢低温储罐焊接施工经验与工艺问题探讨[J].石油工程建设,
1997(5):
14-18.
[11]梅晔.9Ni钢10000m3乙烯低温储罐焊接技术[J].化工建设工程,2002,24(5):
10-13.
[12]宋立群.9Ni钢乙烯低温储罐的焊接.江苏机械制造与自动化,1997,19(3):
21-23.
[13]熊光德,毛云龙.LNG储存和运输[J].天然气和石油,2005,23
(2):
17-20.
[14]BureauVeritas.GlobleQHSEsolutionsforLNGindustry[S],SecondAsiaLNG
summit,2007.
[15]ZHAOXi-qing,PANTao,WANGQing-feng,etal.EffectofTempering
TemperatureonmicrostructureandmechanicalpropertiesofsteelcontainingNi
of9%[J].Journalofironandsteelresearch,International.2011,18(5):
47-58.
[16]LeemDS,LeeYD,JunJH.Amountofretainedausteniteatroomtemperature
afterreversetransformationofmartensitetoausteniteinanFe-13%Cr-7%Ni
-3%Simartensiticstainlesssteel[J].ScriptaMaterialia,2001,45(7):
767-772.
[17]C.C.Kinney,K.R.Pytlewski,etal.Themicrostructureoflathmartensitein
quenched9Nisteel[J].ActaMaterialia2014,69:
372-385.
[18]MoritoS,SaitoH,OgawaT,etal.Effectofaustenitegrainsizeonthe
morphologyandcrystallographyoflathmartensiteinlowcarbonsteels[J].
JournaloftheIronandSteelInstituteofJapanInternational,2005,45
(1):
91-94.
[19]王春芳,董瀚等.17CrNiMo6钢中板条马氏体的形态与晶体学分析[J].材
料热处理学报.2007,28
(2):
64-68.
[20]LuoZJ,ShenJC,SuH,etal.Effectofsubstructureontoughnessoflath
martensite/bainitemixedstructureinlow-carbonsteels[J].JournalofIronand
SteelResearch(International),2010,17(11):
40-48.
[21]胡湘红.9Ni钢固态相变规律探讨[J].宽厚板,2007,13(5):
33-39.
[22]WilsonEA,ChongSH.IsothermaltransformationsinanFe-9petNialloy[J].
MetallurgicalandMaterialsTransactionsA,2002,33(8):
2425-2431.
[23]严春妍,李午申,薛振奎等.LNG储罐用9Ni钢及其焊接性[J].焊接学报.
2008,29(3):
49-52.
[24]姚圣杰,杜林秀,刘相华等.循环加热-淬火工艺下超细晶奥氏体的晶粒演
变特征[J].材料热处理学报.2009,30(5):
50-54.
[25]MoritoS,YoshidaH,MakiT,etal.Effectofblocksizeonthestrengthoflath
martensiteinlowcarbonsteels[J].MaterialsScienceandEngineering:
A,2006,
438-440:
237-240.
[29]葛庭燧.固体内耗的概况和新近发展[J].物理,1988(11).
[30]A.C.NowickandB.SBerry.Anelasticrelaxationincrystallinesolids[M].New
York:
Academicpress,1972.
[31]KoiwaM.AnoteonDr.J.L.Snoek[J].MaterialsScienceandEngineeringA,
2004,370:
9-11.
[32]KoiwaM,NumakuraH.TheSnoekeffectinternaryBCCalloys:
Areview[J],
SolidStatePhenomena,2006,115:
37-40.
[33]WellerM.TheSnoekrelaxationinbccmetals—Fromsteelwiretometeorites[J],
MaterialsScienceandEngineeringA,2006,442:
21-30.
[34]PaschetoW,JohariGP.AnnealingandagingofinterstitialCin
-Fe,as
measuredbyinternalfriction[J],MetallurgicalandMaterialsTransactionsA,
1996,27:
2461-2469.
[35]MosherD,DiercksDWC.Precipitationofcarbonfromsolidsolutionin
vanadium[J],MetallurgicalandMaterialsTransactionsB,1972,3:
3077-3080.
[36]OgiH,LedbetterH,KimS.Snoekrelaxationinacopper-precipitatedalloy
steel[J],JournalofAlloysandCompounds,2000,310:
432-435.
[37]戢景文,刘芬娣,王登京,等.汽车钢烘烤硬化性机理的内耗研究[J],金属
学报,1999,35:
913-919.
[38]戢景文,于宁.冶金内耗相关的阻尼峰机理[J],物理学进展,2006,26(3):
297-308.
[39]TkalcecI,MariD,BenoitW.Correlationbetweeninternalfrictionbackground
andtheconcentrationofcarboninsolidsolutioninamartensiticsteel[J],
471-475.
[40]HoyosJ,GhilarducciA,SalvaHR,etal.Internalfrictioninmartensiticcarbon
steels[J],MaterialsScienceandEngineeringA,2009,521-522:
347-350.
[50]JagodzinskiY,TarasenkoA,SmukS,etal.Internalfrictionstudyofhydrogen
behaviorinlowactivatedmartensiticF82Hsteel[J],JouralofNuclearMaterials.
1999,275:
47-55.
[51]肖金泉.金属内耗在评价深冲薄板质量中的应用[J],物理测试,1987,4:
4-5.
[52]AyerR,MuellerRR,NeerajT.Electronbackscattereddiffractionstudyof
cleavagefractureinpureiron.MaterialsScienceandEngineeringA,2006,
417(1-2):
243.
[53]金属热处理编辑部.金属材料的冲击吸收能量.金属热处理.2012,37
(1):
48-49.
[54]朱林茂,刘卫平,GB/T229-2007-金属材料:
夏比摆锤冲击试验方法.北京.
中国标准出版社.2007.
[55]K.W.Andrews.EmpiricalFormulatefortheCalculationofSomeTransformation
Temperatures[J],IronSteelInst,1965,203(6