[发明专利]一种低碳贝氏体钢中残余奥氏体的分析方法

说明书

本发明公开了一种低碳贝氏体钢中残余奥氏体的分析方法，通过本发明可以有效分析低碳贝氏体钢中的残余奥氏体形貌特征及其体积占比情况，同时还可以分析残余奥氏体中C、Mn元素的分布情况。该方法是将低碳钢板通过预处理后得到贝氏体钢圆柱试样，然后通过室温拉伸将其拉断，在距离断口2mm和4mm的横断面处用纳米压痕仪压制5个点标记，利用EBSD背散射仪扫描标记处，得到残余奥氏体形貌和体积占比情况，再用电子探针EPMA检测标记处C、Mn元素分布，将EBSD扫描数据和EPMA电子探针检测数据进行叠加分析。

技术领域

本发明涉及一种冶金技术领域。具体地说是低碳贝氏体钢中残余奥氏体的分析方法。

背景技术

近年来，节能和环保问题引起了对轻量化汽车的巨大需求。减少汽车重量和增强汽车性能正加速第三代先进高强度钢(AHSS)的发展。为了进一步提高AHSS的综合性能，已开发出了双相区保温+淬火和配分马氏体钢(IQP)。低碳贝氏体钢因其韧性和焊接性能好而在结构工程中应用越来越广泛，因此在IQP工艺的基础上，低碳钢双相区保温+淬火后在贝氏体区等温，获得铁素体、残余奥氏体和贝氏体的复相组织，而残余奥氏体的TRIP效应可以缓解变形过程中的局部应力集中，延迟缩颈并能提高钢的强度，且残余奥氏体的含量和稳定性与TRIP效应是紧密相关的。

残余奥氏体的稳定性对材料性能的提高十分重要，其中包括热力学稳定性和机械稳定性。前者表示残余奥氏体在热处理过程中抵抗转变的能力，例如，碳化物析出，贝氏体转变和二次马氏体转变，而后者表示残余奥氏体在变形过程中抵抗变形的能力。残余奥氏体的稳定性取决于许多因素，例如，碳含量，晶粒尺寸，形态等。一般而言，碳含量较高的残余奥氏体具有较高的稳定性。奥氏体晶粒尺寸对其热力学稳定性也有重要影响。在淬火过程中，大尺寸的残余奥氏体更容易发生马氏体相变，而当奥氏体晶粒尺寸小于5um时不容易发生马氏体相变。此外，残余奥氏体的结构可以确定变形过程中滑移面和滑移方向的方向，可能会影响马氏体相变的临界分解剪应力。降低Ms温度和增加弹性应变能量是相变过程中稳定残余奥氏体的关键因素，但在变形过程中其对残余奥氏体的稳定作用不是很明显，而合金元素在变形过程中对稳定残余奥氏体起到了显着而重要的作用。因此，探究变形过程中不同应变量(距离拉伸断口不同位置)残余奥氏体形貌及其转变规律，不仅可以观察微观力学行为，还有助于探索不同应变量与微观组织、残余奥氏体中合金元素含量之间的关系。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供了一种低碳贝氏体钢中残余奥氏体的分析方法。本发明是将低碳贝氏体钢圆柱试样拉断后，在距离断口处2mm和4mm处的横断面上用纳米压痕仪压制5个点进行标记，用EBSD电子背散射衍射仪对标记处进行扫描，得到残余奥氏体的形貌特征及体积占比情况，再利用EPMA电子探针检测标记处的C、Mn分布，通过将EBSD扫描数据和EPMA检测数据进行叠加分析可实现对拉伸形变的低碳钢板中残余奥氏体定性定量分析。

本发明提供了一种低碳贝氏体钢中残余奥氏体的分析方法，包括以下步骤：

(1)将低碳贝氏体钢制成待测试样，其中碳含量为0.1％～0.2％，优选碳含量为0.18％的低碳钢板；

(2)通过拉伸实验将经过步骤(1)的试样拉断；

(3)拉断变形后，在距离断口不同距离处将待测试样做纳米压痕标记处理；

(4)利用EBSD背散射仪分别扫描标记处不同区域，得到残余奥氏体形貌和体积分数；

(5)利用EPMA电子探针检测标记处的C、Mn元素分布情况。