贝氏体铁素体精细结构孪晶及纳米结构.pdf

第 23卷第 3期 2002年 9月材料热处理学报 TRANSACTIONSOFMATERIALSANDHEATTREATMENT September 2002 贝氏体铁素体精细结构孪晶及纳米结构敖青 1,2, 秦超 1, 孟凡妍 1,2, 孟祥敏 2, 李凤照 1,2 (11山东大学材料科学与工程学院,山东济南 250061; 21沈阳材料科学国家(联合)实验室,辽宁沈阳 110015 ) 摘要:用高分辨电子显微镜观察分析贝氏体钢贝氏体铁素体精细结构及其尺寸的结果表明,上贝氏体铁素体亚片条间存在孪晶取向关系;下贝氏体铁素体内有孪晶;贝氏体铁素体条束由细小的亚片条组成,这些亚片条多数是精细孪晶细小片条。高分辨电镜(HREM )准确地确定细小孪晶片条宽度在 2 ~ 30nm范围内。文中讨论了贝氏体铁素体精细孪晶形成机制。关键词:贝氏体铁素体; 亚片条; 精细孪晶; 纳米结构; 高分辨像中图分类号:TG1421 2, TG151 21 文献标识码:A 文章编号:10092 6264 (2002 )032 00202 04 收稿日期: 20022 012 08; 修订日期: 20022 072 04 基金项目: 国家自然科学基金资助(59971027 ) 作者简介: 敖青(1957—),女,山东大学材料科学与工程学院副教授,博士。主要从事合金相变及微结构研究,获国家技术发明奖、省级技术进步奖等 3项,国家发明专利 1项,发表论文 20余篇。 E2 mail:******@sdu. 目前尚未见在贝氏体钢中上贝氏体亚片条间存有孪晶和孪晶取向关系的报道;在中碳、中高碳和高碳合金钢下贝氏体中也未发现象马氏体片内那样的孪晶组织[1]。 Sandvik研究 Fe2 Si2 C合金 320℃贝氏体转变时指出,高温奥氏体孪晶取向区可能转变为具有孪晶关系的贝氏体铁素体[2]。关于贝氏体铁素体亚单元的尺寸早有研究报道, 其尺寸为 01 5~ 31 0 μm [3]。文献[4]采用扫描隧道显微镜确定了贝氏体铁素体的亚片条、亚单元等尺寸, 指出上贝氏体条束、亚片条和亚单元宽度×长度分别为 5 μm× (10~ 50 )μm、 01 5 μm× (10~ 50 )μm和 01 5 μm × (1~ 5 )μm [5]。作者曾用 HREM初步观测了贝氏体铁素体的精细结构[6]。本文继前期工作,使用 HREM 在观察贝氏体铁素体时确定了亚片条间的取向关系、精细结构和尺寸。 1 试验方法研究用钢以 Mn2 Si为主加元素,含少量其它元素和微量稀土元素。两种钢成分以 952 22和 972 13B表示。含碳量范围为 01 4%~ 01 5%。经中频感应电炉冶炼,钢水浇注成坯料,热锻后空冷获得以贝氏体Π马氏体为主的复相组织。用锻造后 880℃正火和低温回火处理的冲击试样,电火花切割制成厚度 01 5mm的薄片,磨至 50 μm, 再经离子减薄制成透射电镜薄膜样品。采用 JEM2 H800,200kV分析电子显微镜和点分辨率为 01 19nm 的 JEOL2 2010200kVHREM观察分析贝氏体铁素体取向关系、精细结构及其尺寸。 2 试验结果 21 1上贝氏体铁素体形貌和亚片条间取向图 1为 952 22钢贝氏体铁素体亚片条明场像(图 1a )、暗场像(图 1b )