贝氏体钢中贝氏体铁素体精细孪晶.pdf

第22卷第2期 2001年 6月材料热处理学报 TRANSACTIONSOFMATERIALSANDHEATTREATMENT June 2001 贝氏体钢中贝氏体铁素体精细孪晶李凤照 1,2, 敖青 1,2, 孟凡妍 1,2, 孟祥敏 1, 刘玉先 1 (11山东大学材料科学与工程学院,山东济南 250061; 21中国科学院金属研究所固体原子像开放研究实验室,辽宁沈阳 110015) 摘要:用高分辨透射电子显微镜观察分析了贝氏体钢贝氏体铁素体的精细结构及其尺寸。观测指出,贝氏体铁素体的组织结构可分为三个层次:贝氏体条束或贝氏体片、亚片条和最小基本单元,或者分为四个层次:贝氏体条束或贝氏体片、亚片条、亚单元和最小基本单元。贝氏体铁素体条束由细小亚片条组成,这些亚片条多数是精细孪晶片条,它们宽度约为510~40nm。细小亚片条间存在孪晶取向关系。多数细小亚片条由大约510~25nm尺寸的基本单元组成。关键词:贝氏体铁素体; 亚片条; 纳米结构; 精细孪晶中图分类号:TG14212,TG115121 文献标识码:A 文章编号:100926264(2001)0220005204 收稿日期: 2000207210; 修订日期: 2000212207 基金项目: 国家自然科学基金资助(59971027) 作者简介: 李凤照(1932)),男,山东大学材料科学与工程学院教授 1956年Aaronson提出,贝氏体是多层亚片条组成的束[1]。1967年Oblack和Hehemann首次指出,贝氏体铁素体由015~013Lm的亚单元组成[2]。方鸿生和王家军等通过用扫描隧道显微镜(STM)对贝氏体铁素体组织形貌进行的系统观察和分析指出,贝氏体铁素体由亚片条组成,亚片条又由亚单元组成,并且提出,贝氏体亚单元由超亚单元组成[3]。俞德刚等对碳量变化幅度很宽的多种低合金钢在透射电子显微镜(TEM)样品倾侧不同角度确定的下贝氏体亚片条宽度为100~150nm,并且认为,下贝氏体铁素体的变体形貌呈条状,单个基元为块状,基元的尺寸不全相等, 偶尔出现更为细小的单元,没有必要命名它为/超亚单元0 [4]。文献[3]和[5]基本上是观察研究贝氏体铁素体的外观形貌,或者因观察倍数不当或者由于不确定晶体取向而拣选的形貌像[5],不能确切地确定贝氏体铁素体精细结构和真实尺度。作者曾使用高分辨透射电子显微镜(HRTEM)初步观测了贝氏体铁素体的精细结构和基本单元尺度[6]。本文继前期工作,使用 HRTEM在观察贝氏体铁素体时首先确定其取向,并用合适的放大倍数观察分析了贝氏体铁素体形貌、精细结构和尺度。 1 试验方法研究用钢以Mn2Si为主加元素,含少量其它元素和微量元素。3种钢成分分别以95222、9624和96218 表示。含碳量范围为0140%~0150%。前两种钢含少量Mo元素,最后一种钢无Mo。经中频感应炉冶炼,钢水浇铸成坯料,热锻后空冷获得以贝氏体P马氏体为主的复相组织。透射电镜样品是用锻造后880e正火220e回火处理的冲击试样,经电火花切割制成厚度为015mm 的薄片,磨至50Lm再经离子减薄制成薄膜,采用 JEOL22010(点分辨率为0119nm)、200kV高分辨电子显微镜观察分析贝氏体铁素体形貌、精细结构、晶体结构、亚片条间取向及其尺寸。 2