马氏体计算.docx

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马氏体计算

热处理状态

/10-8

Tm/K

HSKK/eV

碳的固溶量/%

实际碳含量

800℃

23.13

472.66

1.26

100.00

0.0445

RLT

4.7057

465.46

1.24

20.34

0.0090513

QLT

4.4578

473.96

1.25

19.27

0.00857515

QT

5.7775

470.06

1.25

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。

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