共析鋼表面納米化機制和滲碳體-鐵素體取向關(guān)系的預(yù)測.pdf

1、納米晶體材料具有異于傳統(tǒng)粗晶材料的結(jié)構(gòu)和優(yōu)異的力學(xué)和物理性能，近二十年來成為各國學(xué)者研究的熱點。納米材料的制備技術(shù)是獲得納米材料的基礎(chǔ)。各種制備納米材料的技術(shù)受到關(guān)注。強烈塑性變形（SPD）是獲得納米晶體的有效途徑，如等通道等轉(zhuǎn)角擠壓,高壓扭轉(zhuǎn)等，但是這些方法制備工藝復(fù)雜，成本高，難以在工業(yè)上取得實際運用。實際上，材料的失效大多發(fā)生在表面。材料經(jīng)過表面機械研磨處理（SMAT），可以在其表面形成具有一定厚度的納米表面層，從而大大改善其在工

2、程中的服役行為。 本文利用SMAT制備出共析鋼納米晶的表面層，并利用X射線衍射和透射電鏡測定該表層微觀組織。結(jié)果表明：原始組織為層片狀鐵素體＋滲碳體兩相復(fù)合組織的共析鋼經(jīng)過SMAT后，鐵素體晶粒由于位錯產(chǎn)生、位錯纏結(jié)形成位錯胞，然后分割晶粒使鐵素體細化至納米尺度，而滲碳體在強烈塑性變形下，經(jīng)歷彎曲，斷裂，和最終分解成體心立方鐵素體和底心正交的石墨。 相變晶體學(xué)是進行材料組織設(shè)計的重要理論基礎(chǔ)。為研究材料在相變過程中母相和

3、析出相的晶體學(xué)關(guān)系，人們先后提出了各種模型，如不變應(yīng)變線模型、O點陣理論和結(jié)構(gòu)臺階模型等。最近，張明星和Kelly提出了一種新的模型：“邊—邊匹配”晶體學(xué)模型，運用此模型成功地推算出HCP/BCC體系中晶體學(xué)關(guān)系的各種可能的情況。本文在修正“邊—邊匹配”晶體學(xué)模型基礎(chǔ)上，推導(dǎo)出簡單正交/體心立方體系中可能存在的各種晶體學(xué)位向關(guān)系，并以共析鋼為實例，通過透射電子顯微分析測定了共析鋼中滲碳體和鐵素體的取向關(guān)系，實驗測得的取向關(guān)系和預(yù)測的晶體