贝氏体和马氏体晶体学特征与层级结构的定量分析：奥氏体前晶粒尺寸的作用

《International Journal of Minerals Metallurgy and Materials》：Quantitative analysis of crystallographic characteristics and hierarchical structures of bainite and martensite: Role of prior austenite grain size

　　摘要本研究调查了先奥氏体晶粒尺寸（PAGS）从22至62 μm对高强度低合金钢中贝氏体和马氏体晶体学特征及层次结构的影响。当PAGS ≤ 52 μm时，贝氏体占主导；而在PAGS为62 μm时，由于马氏体开始温度升高，马氏体占主导。采用电子背散射衍射分析和先奥氏体取向重建，分析了晶体学特征（变体选择和变体配对），每个试样考察了超过100个先奥氏体晶粒（PAGs）。随着PAGS增大，贝氏体试样中每个PAG的平均变体类型总数分别为14.6、14.1和18.3，表明在较大的PAGS下变体选择减弱。较小的PAGs由于自催化形核不足，倾向于形成较少的变体类型。贝氏体试样中的变体配对显示，随着PAGS增大，变体1（V1）/V2和V1/V4配对的分数减少，而V1/V8配对的分数增加。相比之下，马氏体试样倾向于在同一密排面（CP）组内形成变体，特别是自调节的V1/V2配对。这归因于较细PAGS下奥氏体基体强度增强和相变温度降低，从而促进了相变应变的自调节。关于层次结构，对于PAGS ≤ 52 μm的情况，每个PAG中包、贝氏体晶粒、块和子块的数量减少，其平均面积随尺寸减小，主要由于空间限制。PAGS为62 μm时导致包粗化，而其他层次结构则发生细化。本研究提供了一个用于分析钢的晶体学特征和层次结构的统计框架，从而为通过PAGS调节优化贝氏体和马氏体相变提供了见解。