双相钢中马氏体定量分析方法的探讨

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一种铁素体马氏体双相钢马氏体面积含量的金相测量方法[发明专利]

专利名称：一种铁素体马氏体双相钢马氏体面积含量的金相测量方法
专利类型：发明专利
发明人：苏崇涛,海超,郭晓静,左海霞,王亚芬,郭晶,于健,刘彦海,孙健,何群才,吉丽丽,胡维铸,陈宇,赵广东,田玉伟申请号：CN202110268856.7
申请日：20210312
公开号：CN113061892B
公开日：
20220617
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明属于金相检测领域，具体涉及一种铁素体马氏体双相钢马氏体面积含量的金相测量方法。

本发明的技术方案如下：一种铁素体马氏体双相钢马氏体面积含量的金相测量方法，在金相检测中，采用偏重亚硫酸钠氯化铁水溶液为腐蚀剂，对铁素体马氏体双相钢的试样表面进行腐蚀。

本发明提供的铁素体马氏体双相钢马氏体面积含量的金相测量方法，简单、便捷、可靠。

申请人：本钢板材股份有限公司
地址：117000 辽宁省本溪市平山区人民路16号
国籍：CN
代理机构：沈阳优普达知识产权代理事务所(特殊普通合伙)
代理人：任凯
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双相钢中马氏体含量的评估：能量最小化方法

Ｂａｓｅｄｏｎｔｈｅｍｏｄｅｌ，ａｓｅｔｏｆｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｉｓｃａｒｒｉｅｄｏｕｔｗｈｉｃｈｉｎｄｉｃａｔｅｓｔｈａｔｈｉｇｈｅｒｍａｒｔｅｎｓｉｔｅｃｏｎｔｅｎｔｒｅｓｕｌｔｓｉｎｌｏｗｅｒ
ｍａｇｎｅｔｉｚａｔｉｏｎｎｄａｍａｇｎｅｔｏｓｔｒｉｃｔｉｖｅｓｒａｔｉｎ，ｔｈｕｓｉｔｉｓｍｏｒｅｄｉｉｃｆｕｌｔｔｏｂｅｍａｎｅｇｔｉｚｅｄｏｒｆｔｈｅＤＰｓｔｅｅｌｓｗｉｔｈｈｉｇｈｅｒｍａｒｔｅｎｓｉｔｅｃｏｎｔｅｎｔｓ．ＴｈｉｓｋｉｎｄｏｆｓｒａｔｔｅｇｙｃｏｕｌｄｈｅｌｐＵＳｕｎｄｅｒｓｔａｎｄｔｈｅｅｆｅｃｔｏｆｍａｒｔｅｎｓｉｔｅｃｏｎｔｅｎｔｓｏｎｔｈｅｍａｇｎｅｔｉｃ
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｏｎｌｉｎｅｃｏｎｔｒｏｌｂｙｍａｇｎｅｔｉｃｍｅｔｈｏｄｉｓｃｏｎｓｉｄｅｒｅｄａｓａｎｏｎｄｅｓｔｒｕｃｔｉｖｅｅｖａｌｕａｔｉｏｎａｐｐｒｏａｃｈｔｏｄｅｔｅｃｔｉｏｎ
Ｅｖａｌｕａｔｉｏｎｏｆｍａｒｔｅｎｓｉｔｅｃｏｎｔｅｎｔｓｉｎｄｏｕｂｌｅｐｈａｓｅｓｔｅｅｌｓ：

马钢500MPa级别双相钢开发实践

马钢500MPa级别双相钢开发实践摘要：本文介绍了马钢500mpa级别的双相钢化学成分、生产工艺、成品的机械性能及组织的分布情况。

关键词：双相钢；工艺;性能；组织development of 500mpa dual-phase steel of masteelyang shiqing1 pan hongbo2(1.no.4 steel making&rolling general plant of masteel,maanshan 243000;2.technology center ofmasteel,maanshan,243000)abstract:this text make a brief introduction of 500mpa dual-phase steel of masteel ,including the chemical composition,process parameters,mechanical properties and texture distribution of the 500mpa dual-phase steel..key words:dual-phase steel;process;mechanical properties,texture1.前言随着汽车工业的发达，汽车的轻量化的脚步越来越快，大量高强钢使用在汽车表面件及结构件上，双相钢作为一种的先进的高强钢，其由于低的屈强比、高初始加工硬化速度、良好的塑性延展性等特点正在被广泛应用，本文就马钢所开发的500mpa级别的双相钢进行简要介绍。

2.生产工艺、性能及组织性能2.1生产工艺介绍连退参数2.2冷却速率为达到成品组织中有一定的强化相马氏体分布，需要有较大的冷却速率来保证组织的转化。

cr=(tsc-tfcs)/( vp/60)/h=( 681℃-291℃)/(155/60/16)=63℃/scr-冷却速率单位℃/s vp-生产线速度单位m/mintscs-缓冷段温度单位℃ tfcs-快冷段温度单位℃h为快冷段炉高16m 单位m2.3 力学性能经过炼钢、热轧、酸轧、连退长流程的工序之后，经过生产检验之后，成品机械性能如下：从成品的性能来看，屈服、抗拉、延伸率及n值已经完全可以满足设计的要求。

定量测定钢中奥氏体和马氏体的X射线新方法_李长一

83 547
1. 324 5
63 078
5
222
8
9 343
29 595
一种简便但可能不够精确的方法是 ,不对标样进行
织构修正 ,而是将其作为织构“标样”直接对试样进
行“织构修正”,使试样与标样织构相同 ,笔者采用的
是对标样进行织构修正的方法。
在相同的实验条件下分别测出试样 i 和标样 j 的 2～3 张衍射图谱并将所有可利用的 ( hkl) 晶面的
·506 ·
积分强度数椐代入式 (5) 计算得出任一 ( hk l) 晶面的 P , 并与对应的该 ( hkl) 晶面的衍射强度 Ii 和 Ij 代入式 (6) 或式 (7) 即得所求。
No
hkl

N
I (AST0P) (CPS)
I (ASTO0) (CPS)
P
Ij (CPS)
1
111
8
115 871
297 015
1. 463 0
203 014
2
200
6
56 577
149 555
1. 508 7
99 127
3
220
12
35 099
49 450
0. 804 1
61 496
4
311
24
36 002
关键词 : X 射线衍射 ; 奥氏体 ; 织构 ; 定量相分析
中图分类号 : T G115. 22 文献标识码 : A 文章编号 : 100124012 (2005) 1020505205
A N EW M E T HOD O F M EA SU RIN G Q U AN TI TA TIV EL Y A U S T EN I T E/ MA R T EN SI T E IN S T EEL B Y X2RA Y D IF FRAC TION T EC HN IQ U E L I Chang2yi , ZHOU Shun2bin

50-马氏体含量对双相钢力学性能的影响

(GPa) 铁素体 175 马氏体 210
(GPa) 0. 41
无
(GPa)
(GPa)
0. 60 9. 68 0. 30
2. 52 无 1. 20
2) 单相状态的马氏体满足弹脆性应力应变关系, 即在整个加载过程中马氏体始终保持线弹性, 直至破坏; 单相状态的铁素体具有良好的塑性。 2. 2 马氏体含量对双相钢弹塑性变形的影响
以马氏体岛的形式存在, 呈块状无序分布, Tom o2 ta [ 6 ] 认为把马氏体岛简化为椭球形或球形更为合理。为此本文用 E sh lby 球形等效夹杂理论来分析双相钢的弹塑性变形。
形的复杂性, 这些表达式只是作强度的分析, 不能反映马氏体含量对加工硬化等其他力学性能的影响, 更不能给出一条完整的应力应变曲线与试验应力应变曲线进行比较, 特别是对于马氏体含量很低时, 随着马氏体含量的增加, 双相钢的强度反
变, 也不会对双相钢的宏观力学性能产生影响; 此外, 又由于这个夹杂马氏体可以置于双相钢中的任一位置, 所以夹杂马氏体可以替代双相钢中任意一个马氏体, 体现了双相钢中马氏体的整体性质。
性能的数值分析, 以便进一步了解两相材料组织分布对双相钢性能的影响。
根据 E shelby 等效夹杂模型, 在均匀拉应力 ΡA 作用下, 双相钢中的应力可以表示为球形夹杂
关键词双相钢; E shelby 等效夹杂; 弹塑性变形分类号 TB 301
双相钢具有屈强比低、加工性能好等特点, 受到了广泛的重视[1～ 3]。研究表明, 双相钢的屈服应
钢看成等轴长纤维或短纤维增强复合材料, 实际上这种描述并不确切。双相钢中强化马氏体相多
力和破坏应力均随马氏体含量的增加而增加。为此, 雷廷权[4 ], A rak i[5 ], Tom o ta[6 ] 和 D av ies[7 ] 等人从不同的角度提出了双相钢强度的表达式, 且与试验结果吻合得很好。然而由于两相材料本身变

马氏体钢双相区奥氏体组织特征及形成机理

马氏体钢双相区奥氏体组织特征及形成机理摘要马氏体钢双相区是一种具有良好力学性能和耐腐蚀能力的高强钢材料。

本文主要探讨了马氏体钢双相区的奥氏体组织特征及其形成机理。

研究表明，马氏体钢中奥氏体相的形成主要受到驱动力、成核和生长等因素的影响，同时钢材中残余奥氏体的含量和尺寸也对其机械性能和耐腐蚀性能具有重要影响。

因此，研究马氏体钢双相区的奥氏体组织特征和形成机理对于改善其力学性能和耐腐蚀能力具有重要的参考价值。

关键词：马氏体钢；双相区；奥氏体组织；形成机理Introduction马氏体钢双相区是一种通过控制钢材中的化学组成和热处理工艺得到的高强度钢材料。

该钢材具有良好的力学性能和抗腐蚀性能，因此在航空航天、汽车制造等领域得到了广泛应用。

奥氏体是马氏体钢中的一种重要组织，其含量和尺寸对马氏体钢双相区的力学性能和耐腐蚀性能有着重要影响。

因此，研究马氏体钢双相区的奥氏体组织特征和形成机理是改善其性能的重要途径之一。

Characteristics of Austenite in Martensite Steel Dual-Phase Region马氏体钢双相区中奥氏体的特征主要包括形状、大小和分布等方面。

一般情况下，马氏体钢双相区中的奥氏体是呈片状或纤维状分布的，其尺寸在10~20 μm之间。

此外，奥氏体的含量和尺寸也存在着较大的差异，这与马氏体钢中含氢量、合金元素的种类和含量、热处理工艺等因素有关。

Mechanism of Austenite Formation in Martensitic Steel Dual-Phase Region马氏体钢双相区中奥氏体的形成主要受到驱动力、成核和生长等因素的影响。

其中，驱动力主要包括贝氏体/奥氏体相变释放的应变能和自由能，在快速冷却过程中形成的位错和晶格畸变等因素。

成核过程中的异质核和同质核是奥氏体形成的两种途径，异质核是指在马氏体中形成的奥氏体晶核，而同质核则是指在奥氏体之间形成的奥氏体晶核。

马氏体计算

热处理状态-1m Q /10-8 T m /K H SKK /eV 碳的固溶量/% 实际碳含量 800℃23.13 472.66 1.26 100.00 0.0445 RLT4.7057 465.46 1.24 20.34 0.0090513 QLT4.4578 473.96 1.25 19.27 0.00857515 QT5.7775 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 /cm 2、1.85×108 /cm 2、2.40×108 /cm 2。

M:k 2-98.1 k 2L-1.55*10-6m F:k 2-3.33 k 2L-10-5mγ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. Methods Mater. Sci. 7 (1) (2007) 42–46.逆转奥氏体中碳含量的计算公式为[8]04673.5467)/0.-(=γγa C γC 为奥氏体中的碳含量，γa 为通过γ)200(衍射峰测定的晶格常数 [8]Koh-ichi Sugimoto, Tsutomu Iida, Jyunya Sakaguchi, et al. Retained Austenite Characteristics and Tensile Properties in a TRIP Type Bainitic Sheet Steel [J]. ISIJ International, 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40μm,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Philips TecNai12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。

马氏体双相钢

1 实验材料及工艺
1.1 实验材料
本实验所用低碳奥氏体—马氏体不锈钢B2 化学成分如表1 所示。
1.2 热处理工艺
本次实验对B2钢进行1 000 ℃×2 h 空冷淬火，然后分别在150 ℃，300 ℃，450 ℃，600 ℃，700 ℃，850 ℃，900 ℃回火。回火过程均保温2 h 后空冷。部分试样进行二次回火处理，如表 2 所示。
低碳奥氏体—马氏体双相不锈钢热处理工艺研究
金属材料工程-2班马洋 0976107201
引言
不锈钢在工业生产和日常生活中都有广泛的应用，在国民经济中占有重要的地位。近年来，国内外的一些科研机构对马氏体不锈钢作了更加深入的研究，在马氏体不锈钢中适量的加入一些合金元素，并通过相对简单的热处理工艺就可以获得具有优良性能的低碳奥氏体—马氏体双相不锈钢。这种钢中的逆转变奥氏体对钢的力学性能有很大影响，随逆转变奥氏体的增多，强度下降，韧性变化不大[1]。本次实验，通过对B2 这种低碳的奥氏体—马氏体双相不锈钢进行的热处理，分析空冷淬火后的马氏体在回火加热过程中组织变化，特别是逆转变奥氏体对回火硬度的影响。
3结论
（1）B2 钢在回火温度超过550 ℃时，开始出现逆转变奥氏体，回火硬度不断降。它在650 ℃时逆转变奥氏体最多，回火硬度出现最低点。（2）B2 钢推荐热处理工艺为1 000 ℃×2 h 淬火空冷+600 ℃×2 h+550 ℃×2 h 空冷。
参考文献：
[1] 耿承伟.ZG0Cr13Ni4Mo 钢二次回火中逆转变奥氏体量控制[J].钢铁研究学报，1992,(5): 8-1. [2] 于波 .ZG0Cr13Ni4Mo 马氏体不锈钢的研制[J].金属热处理， 1992,(4):21. 本文审稿人大连理工大学方大成教授

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ＤｉｓｃｕｓｓｏｎｔｈｅＱｕａｎｔｉｉｆｃａｔｉｏｎＭｅｔｈｏｄｏｆＭａｒｔｅｎｓｉｔｅｉｎＤｕａｌＰｈａｓｅＳｔｅｅｌ
ＪＵＸｉｎｈｕａＷＥＮＪｕａｎＣＵＩＧｕｉｂｉｎＬＩＵＸｉａｏｌｎＭＥａＮＧＹａｎｇＨＡＯＪｉｎｇｌｉＣＡＩＮｉｎｇ
摹出的马氏体与整体图像的面积相比，所得结果即为马氏体面积含量；软件手工测量法是用普通
光学显微镜得到组织照片后，在金相软件中用手工测量的方法将认为是马氏体的面积逐个测出，最后将测得的马氏体总面积与该图片总面积相比，所得结果即为马氏体面积含量。上述２种定量分析技术操作起来都很麻烦，而且可能在临摹或手工测量马氏体时包括晶界，或者一些小的马氏体未被包括，造成定量不准确；也可用软件自动测量，即对一般的金相图片用灰度进行二值分
轧制工艺分为热轧ＤＰ钢和冷轧ＤＰ钢２种。热轧ＤＰ钢组织在热轧后的控制冷却过程中得到；冷轧ＤＰ钢采用两相区退火，使部分奥氏体转变为铁素体，另一部分奥氏体转变为马氏体。马氏体的数量、颗粒尺寸及在铁素体基体的分布形态对ＤＰ钢的力学性能有重要影响Ｊ。马氏体是
双相钢中马氏体定量分析方法的探讨
鞠新华温
摘
娟崔桂彬刘晓岚孟
（首钢技术研究院）
杨郝京丽蔡
宁
要针对双相钢中的马氏体，主要采用金相法和ＥＢＳＤ法２种方法进行定量。金相法是利用特殊侵蚀
剂将马氏体着色，然后用金相软件对着色后的组织照片根据灰度分布进行定量分析；ＥＢＳＤ法可根据扫描花样质量分布对马氏体进行定量分析。通过对比分析得出双相钢中的马氏体一般宜采用金相法进行定量。关键词马氏体着色ＥＢＳＤ定量分析
ｐｈａｓｅｓｔｅｅ１．ＫｅｙＷｏｒｄｓｍａｒｔｅｎｓｉｔｅ，ｔｉｎｔ，ＥＢＳＤ，ｑｕａｎｉｔｔａｔｉｖｅａｎａｌｙｓｉｓ
一ห้องสมุดไป่ตู้
般来说，双相钢（简称ＤＰ钢）可按不同
人们通常用临摹法和金相软件手工测量法等方法对马氏体进行定量分析。临摹法是首先用电镜或光镜对试样获取１张含马氏体的清晰图像，然后将图像清晰打印，再用蜡纸覆在打印出的图像上进行临摹（主要是临摹马氏体组织）。把临
（ＳｈｏｕｇａｎｇＲｅｓｅａｒｃｈＩｎｓｉｔｔｕｔｅｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ）
ＡｂｓｔｒａｃｔＴｈｅｒｅｒｅａｔｗｏｗａｙｓｕｓｅｄｔｏｑｕａｎｔｉｆｙｔｈｅｍａｒｔｅｎｓｉｔｅｏｆｄｕａｌｐｈａｓｅｓｔｅｅ１．Ｓｐｅｃｉａｌｅｔｃｈａｎｔｓｈａｖｅｂｅｅｎｕｓｅｄｔｏｔｉｎｔｍａｒｔｅｎｓｉｔｅｏｆｄｕａｌｐｈａｓｅｓｔｅｅｌｉｎｍｅｔａｌｌｕｒｇｉｃａｌｍｅｔｈｏｄ．Ｔｈｅｑｕａｎｔｉｔａｔｉｖｅａｎｌｙａｓｅｓｈａｖｅｂｅｅｎｐｅｒｆｏｒｍｅｄｏｎｈｅｔｔｉｎｔｅｄｍｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅｐｉｃｔｕｒｅｓａｃｃｏｒｄｉｎｇｔｏｈｅｔｇｒｅｙｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ．ＥＢＳＤｃＲｎａｌｓｏｂｅｕｓｅｄｔｏｑｕａｎｔｉｆｙｔｈｅｍａｒｔｅｎｓｉｔｅａｃｃｏｒｄｉｎｇｔｏｈｅｔｂａｎｄｃｏｎｔｒａｓｔｄｉｓｔｒｉｂｕｉｔｏｎ．Ｉｔｉｓｆｏｕｎｄｈａｔｔ，ｉｎｇｅｎｅｒｌ，ｉａｔｉｓｂｅｔｔｅｒｔｏＵＳｅｍｅｔａｌｌｕｒｇｉｃｌａｍｅｈｏｔｄｔｏｑｕａｎｉｔｆｙｈｅｔｍａｒｔｅｎｓｉｔｅｏｆｄｕｌａ
ＤＰ钢中的硬质相，其数量对ＤＰ钢强度影响较大：若数量不足，则导致ＤＰ钢抗拉强度不达
标；若数量过多，则导致ＤＰ钢断后伸长率恶化，强度偏高。马氏体分布也直接影响到ＤＰ钢性能的各向异性。马氏体在铁素体基体中沿轧制方向呈带状分布会影响ＤＰ钢的横向力学性能，最终导致冲压过程中钢板横向的早期断裂。在快速冷却过程中，如果奥氏体因冷速不足形成贝氏体，会影响到马氏体的数量。因此，需要通过马氏体的准确定量获得ＤＰ钢的组织特征信息。