強(qiáng)磁場對微合金鋼晶粒細(xì)化的作用

1、第18卷Vol.18材料科學(xué)與工程 Materials Science & Engineering增刊Sep.2000 403 # 強(qiáng)磁場對微合金鋼晶粒細(xì)化的作用馮光宏二謝建新：楊C 2(1北京科技大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院，北京100083： 2【摘要】近來，關(guān)于外加磁場處理對鋼材組織性能的1 關(guān)工 作的研究對象大多是合金鋼和高碳工具鋼，關(guān)于外加磁場對低E 道很 少 本文主要研究了在微合金鋼的熱處理冷卻過程中外加穩(wěn)恒磁場的作用.實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，鋼材熱處 理冷卻過程中的磁場處理可以使微合金鋼晶粒細(xì)化。外加穩(wěn)恒磴場可誘導(dǎo)奧氏體向鐵素體相變.即降 低轉(zhuǎn)變勢壘，提高轉(zhuǎn)變形核數(shù)應(yīng)，細(xì)化相變后的品粒.在本文的

2、實(shí)驗(yàn)條件下，隨著滋感應(yīng)強(qiáng)度的升高, 晶粒尺寸減小.當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度在0特斯拉以下時(shí)，對晶粒細(xì)化的形響不大.磁場產(chǎn)生的晶粒細(xì)化作 用可使試樣相變后鐵素體顯徹組織均勻，這種均勻的金相組織分布明顯不同于加速冷卻產(chǎn)生的不均勻 金相組織.【關(guān)鍵詞】微合金鋼磁場處理相變形核率晶粒細(xì)化 # # 堆近，許多學(xué)者開始關(guān)注磁場處理對鋼材組 織性能的影響，但是，在磁場對低碳微合金鋼形 響方面，參考文獻(xiàn)很少，其研究對象大多是合金 鋼和高碳工具鋼.Bernstein給出結(jié)論：在1XI04 奧斯特的穩(wěn)恒或交變磁場中處理，能夠提高鋼材 的力學(xué)性能.Kakeshita等人研究了 FeNi、Fe- NiC、Fe-Pt. Fe-Ni

3、-C-Ti 和 Fe-Mn-C 合金中成 分、晶界、晶體取向、熱彈性、奧氏體磁化對磁 場誘發(fā)馬氏體相變的形響兇.對于Fe-Mn-C合 金，磁場對連續(xù)的Yc -a-馬氏體相變是有影 響的，采用脈沖超高磁感應(yīng)強(qiáng)度達(dá)到31MA/M, 結(jié)果顯示磁場誘發(fā)相變溫度比Ms*溫度高 很多(嘰磁場對Fe-Ni-Mn合金的等溫和不等溫 馬氏體相變有影響，通過某一溫度下的奧氏體和 馬氏體自由能的差可以計(jì)算出臨界磁場與相變起 始溫皮的關(guān)系，對于這種相變現(xiàn)象可建立精確 的模型給予解釋.對于Fe-21NMMn合金，在 馬氏體相變溫度以上I5K時(shí)，脈沖磁場強(qiáng)度達(dá) 到13.1MA/m即可誘發(fā)出馬氏體叫Tomoyuki 等人以

4、Fe-3.9Mn-5.0C(at%)為對象，研究了磁場 對馬氏體相變的影響.說明臨界磁感應(yīng)強(qiáng)度對提 髙馬氏體相變溫度的正比線性關(guān)系本文針對含鋰鈦徳合金鋼加熱后冷卻過程 中，外加強(qiáng)磁場影響相變和晶粒細(xì)化的規(guī)律進(jìn)行 了探討.1實(shí)驗(yàn)材料和方法1.1實(shí)驗(yàn)材料實(shí)驗(yàn)選用含觀鈦微合金鋼，其化學(xué)成分的質(zhì) 竝分?jǐn)?shù)見表!.成分CSiMnSPNbTiAls傲合金鋼0.090.201.320.0070.0070.0270.02epsilon,-alpba*Marten$itic Transformation in an Fe-Mn-C Alloy. Materials Transactions. JIM 33, (5

5、), 461-465 May 1992(4 Kakeshita T et al. Effect of Magnetic Fields on Athermal and Isothermal Martensitic Transformations in Fe-NiMn Alloys. Materials Transactions, JIM 34,(5) .415-422 May 1993(5 Kakeshita T et al. A Neu Model Explainable for Both the Athermal and Isothermal Natures of Martensitic T

6、ransformations in Fe-Ni-Mn Alloys Materials Transactions. JIM 34. (5),423-428 May 1993(6 Sun Enxi. Pulsed magnetic Field-induced martensitic transformation in an Fe-21Ni-4Mn alloy. ACTA Metall. SIN. (CHINA). 1990.(26)4:A242(7J Tomoyuki K, Hiroo S, ct al. Magnetic Field-Induced Transformation from Pa

7、ramagnetic Austenite to Ferromagnetic Martensite in an Fe-3.9Mn 5.0C(at%)Alloy. Transaction of the Japan Institute of Metals. 1987 Vol.28(11):891 406 強(qiáng)磁場對微合金鋼晶粒細(xì)化的作用作者：馮光宏，謝建新，楊鋼作者單位：馮光宏（北京科技大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院北京100083;鋼鐵研究總院北 ,100081）,謝建新（北京科技大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院北京,100083）,楊鋼（鋼鐵研究總院北京,100081）刊名：材料科學(xué)與工程學(xué)報(bào)11 一 J ： |

8、X11-1英文刊名：MATERIALS SCIENCE AND ENGINEERING年，卷（期）: 引用次數(shù)：200Q 18(z1)1次參考文獻(xiàn)（1條）1. KakeshitaT Effect of Magnetic Field on Successive gamma-epsilon-alphaMartensitic Transformation in an Fe-Mn-C Alloy 1992(5)相似文獻(xiàn)（6條）1. 期刊論文 馮光宏.謝建新 磁場處理對微合金鋼抗腐蝕性能的影響-鋼鐵研究學(xué)報(bào)2001,13（5）對于微合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼抗腐蝕性能非常重要前人的研究成果主要集中在應(yīng)力腐蝕、氫致

9、裂紋腐蝕和疲勞腐蝕等方面于磁場處理后微合金結(jié)構(gòu) 鋼抗腐蝕性能的研究未見報(bào)道在微合金鋼由奧氏體向鐵素體轉(zhuǎn)變的過程中施加穩(wěn)恒磁i將導(dǎo)致其室溫組織發(fā)生變化而組織的改變必然對微合金鋼的抗 腐蝕性能產(chǎn)生影響作者主要研究了磁場處理后試樣的失重量和腐蝕率的變化規(guī)并提出了能斯特方程的修正表達(dá)式.2. 會(huì)議論文 馮光宏.鋼鐵研究總院工藝所（北京）.謝建新.盧翠芬磁場處理對微合金鋼中碳氮化物析出的影響2001本文主要研究微合金鋼中鈮和鈦的碳氮化物在磁場中析出時(shí)外加磁場的影實(shí)驗(yàn)用微合金鋼經(jīng)過控制軋制、制樣、奧氏體化、磁場處理、定量相分析等工序萃取得到的沉淀相有JbC NbN TiC TiN Ti（CN）.檢驗(yàn)結(jié)果表

10、明磁場處理促進(jìn)了鈮和鈦的碳氮化物析t隨著磁通量密度的增加析出量增多 的幅度上升由于鈮和鈦的碳氮化物溶解和析出的起始溫度不,齪和鈦的析出比例也不同.3. 期刊論文 馮光宏.謝建新.朱衍勇 微合金鋼磁場處理后的珠光體形貌-鋼鐵研究學(xué)報(bào)2003,15（5）用磁場處理微合金鋼的過程中由于磁場對形核驅(qū)動(dòng)力的作用外加磁場不僅影響鐵素體的轉(zhuǎn)變溫馳影響珠光體的轉(zhuǎn)變溫度外加磁場改變了滲碳 體片層的分叉形成過程隨磁通密度的增加珠光體晶粒內(nèi)部的滲碳體片層趨向于平行排列.4. 會(huì)議論文 馮光宏.謝建新.楊鋼 強(qiáng)磁場對微合金鋼晶粒細(xì)化的作用2000近來關(guān)于外加磁場處理對鋼材組織性能的影響在國內(nèi)外受到普遍關(guān)但有關(guān)工作的研

11、究對象大多是合金鋼和高碳工具鋼關(guān)于外加磁場對低碳微合 金鋼組織性能影響的研究報(bào)道很少本文主要研究了在微合金鋼的熱處理冷卻過程中外加穩(wěn)恒磁場的作用驗(yàn)結(jié)果表明鋼材熱處理冷卻過程中的磁場處 理可以使微合金鋼晶粒細(xì)化外加穩(wěn)恒磁場可誘導(dǎo)奧氏體向鐵素體相變卩降低轉(zhuǎn)變勢壘提高轉(zhuǎn)變形核數(shù)量細(xì)化相變后的晶粒在本文的實(shí)驗(yàn)條件下隨 著磁感應(yīng)強(qiáng)度的升高晶粒尺寸減小當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度在）.1特斯拉以下時(shí)對晶粒細(xì)化的影響不大磁場產(chǎn)生的晶粒細(xì)化作用可使試樣相變后鐵素體顯微組織 均勻這種均勻的金相組織分布明顯不同于加速冷卻產(chǎn)生的不均勻金相組織.5. 期刊論文 馮光宏.謝建新磁場處理對微合金鋼相變過程的影響-北京科技大學(xué)學(xué)報(bào)2001,23（3）磁場處理對微合金鋼由奧氏體向鐵素體的轉(zhuǎn)變過程產(chǎn)生影主要體現(xiàn)在鐵素體的形核率和晶粒長大速度兩個(gè)萬.磁場處理增加了鐵素體的形核率 ,同時(shí)也提高了晶粒的長大速駐于磁場對鐵素體形核率的影響效果顯葩短了相變時(shí)間最終得到細(xì)晶組織.6. 學(xué)位論文馮光宏強(qiáng)磁場熱處理微合金鋼組織性能變化的基礎(chǔ)研究2001該課題利用可變磁場精密處理技術(shù)及相變、磁場處理的疊係統(tǒng)