超级贝氏体钢的现状和进展.pdf

第33卷第1期
特殊钢
18·2012年2月
SPECIAL, STEEI
February 2012
?工艺材料进展?
超级贝氏体钢的现状和进展
徐光操龙飞补丛华邻航
武汉科技大学钢铁治金及资源利用省部共建教育部重点实验室,武汉430081)
摘要超级贝氏体钢的基本合金元素为C-Mn-Si,通过300~500℃低温相变得到超细贝氏体、马氏体和残
余奥氏体组织。为减小临界冷却速度、促进贝氏体转変,部分超级贝氏体钢中添加Cr、Mi、Mo等合金元素,并降低
C、Mn含量以改善钢材的焊接性能。超级贝氏体钢具有超高强度和良好的塑性,其屈服和抗拉强度分别达~1200
MPa和1600~1700MPa,总伸长率为~15%。新一代超级贝氏体钢的屈服强度可达1300MPa以上,抗拉强度超
过]700MPa
关键词超级贝氏体钢组织性能现状进展
Status and Progress of Super-bainitic Steels
Cao Longfei. B
g
( Key Laboratory for Ferrous Metallurgy and Resources Utilization of Ministry of Education
Wuhan University of Science and Technology, Wuhan 430081)
Abstract The basic alloying elements in super-bainitic steels are C-mn-si and the structure of ultra-fine bainite
martensite and residual austenite is obtained by low temperature phase transformation at 300500 C. In order to decrease
al cooling velt
note bainite transf
dded Cr Ni, Mo etc. alloy el
ments with decreasing C, Mn content to improve weldability of steel products. The super-bainitic steel has ultra-high
strength and etter plasticity, and its yield and tensile strength are respectively 1 200 Mpa and 1 6001 700 Mpa with
elongation 15%. The yield strength of new generation super-bainitic steel is more than 1 300 Mpa, and its tensile
strength is more than 1 700 Mpa.
Material Index Super- Bainitic Steel, Structure, Properties. Status, Progress
贝氏体钢是一种具有较高强度和良好韧性的钢 bainite steels)等,本文统称为超级贝氏体钢。
种,一直是钢铁材料界的研究重点。20世纪30年
英国剑桥大学 Bhadeshia教授等人利用Si对
代 Devenport和Bain发现并研究了贝氏体组织,20碳化物析出的抑制作用发现了超级贝氏体的优异强
世纪50年代 Irvine和 Pickering等人开发出了在正韧性,这种贝氏体铁素体板条中间不是析出碳化物
火状态便可获得贝氏体组织的Mo-B贝氏体钢。而是残余奥氏体薄膜,这种钢的亚纳米超细贝氏体
经过儿十年的研究和发展,贝氏体钢的转变机和少量马氏体、残余奥氏体组织结构决定了其超高
理以及热处理工艺日趋成熟,国内在过去儿十年里强度和良好的韧性。
研发了成本较低、工艺简单的低合金贝氏体钢,其中
超级贝氏体钢的另外一个特点是在低温下发生
具有代表性的是以清华大学为代表的Mn-B系贝氏贝氏体转变获得超细贝氏体组织,从而增加贝氏体
体钢,以及 SI-MN-MO系贝氏体钢。此外,近年来国钢的强度。超级贝氏体钢已成为重点研究和发展的
内还开发了高性能低碳贝氏体钢,已经成功地用于下一代超高强度贝氏体钢
板带钢的生产2。这些钢种的开发和生产改善了
成分和组织
钢铁产品结构,提高了钢铁产品竞争力。
目前已研究的超级贝氏体钢成分可分为两大
近年来,一种具有良好强韧性能的高强度贝氏类,即碳锰钢和合金钢超级贝氏体。碳锰钢类除C
体钢受到钢铁界的重视,目前这种新型贝氏体钢有Mn、Si等基本元素外,不添加其它合金元素,其优点
不同的名称,如超细贝氏体钢( ultra-fine bainitic是成本较低,但为了保证超高强度和良好的强韧性
stes)、先进贝氏体钢( advanced bainitic steels)、超能,以及保证贝氏体的低温转变,通常需要添加较多
强贝氏体钢( ultra strength bainitic steels)无碳化物的C、Mn、Si元素,这些元素一方面可以提高钢材的
贝氏体钢( carbide- free bainitic steels)、纳米结构贝强度,降低贝氏体转变开始温度B.和马氏体转变开
氏体钢( nanobainitic steels)超级贝氏体钢( super始温度M,另一方面也会影响∫材料的焊接性能