國外學者(zhe)根據(ju)貝氏體(ti)相變(bian)理論對貝氏體(ti)鋼進行了大(da)量的研究,設計了不同成分的鋼種和(he)生產工藝(yi),形成了不同系(xi)列(lie)的貝氏體(ti)鋼,大(da)大(da)推動了貝氏體(ti)鋼的發展及其應用(yong)。
20世(shi)紀(ji)50年代(dai),英國人P.B.Pickering等發(fa)明了Mo2B系空冷(leng)貝氏體鋼。Mo與B的(de)(de)結合可以使鋼在相當(dang)寬的(de)(de)連續冷(leng)卻速(su)度范圍內獲得貝氏體組織。由于生產成本(ben)較高,因此該鋼種的(de)(de)發(fa)展受到一定限(xian)制。
日(ri)本東京(jing)鋼(gang)公司研制(zhi)了(le)低碳含V貝(bei)氏(shi)體非調(diao)質(zhi)鋼(gang),該鋼(gang)鍛后(hou)空冷得(de)到以貝(bei)氏(shi)體為主及少量鐵素體和珠光體的顯微組(zu)織,其抗(kang)拉強度(du)達(da)到800~1000MPa,室溫沖(chong)擊韌性為50J/cm2,而-40℃沖(chong)擊韌性仍高(gao)達(da)40J/cm2。日(ri)本新(xin)日(ri)鐵公司在貝(bei)氏(shi)體非調(diao)質(zhi)鋼(gang)的研究開發中多添加(jia)微合(he)金化元素,這(zhe)類鋼(gang)在很寬(kuan)的冷卻速(su)度(du)范圍內都可獲(huo)得(de)貝(bei)氏(shi)體組(zu)織,并可獲(huo)得(de)更好的低溫性能,適合(he)于(yu)強度(du)高(gao)、韌性好的汽車(che)行走系部件(jian)。
F.G.Caballelo等在(zai)設計(ji)高(gao)強(qiang)(qiang)(qiang)度(du)(du)(du)貝氏(shi)(shi)體(ti)(ti)鋼(gang)(gang)的(de)研(yan)究中,設計(ji)了(le)Fe20.2C22Si23Mn和Fe20.4C22Si24Ni兩種鋼(gang)(gang)成分。研(yan)究發現,Fe20.2C22Si23Mn貝氏(shi)(shi)體(ti)(ti)鋼(gang)(gang)表現出良(liang)好(hao)的(de)斷(duan)裂韌性(xing),強(qiang)(qiang)(qiang)度(du)(du)(du)可(ke)以(yi)達到1375~1440MPa;而增加(jia)碳(tan)含(han)量,即Fe20.4C22Si24Ni成分的(de)貝氏(shi)(shi)體(ti)(ti)鋼(gang)(gang)強(qiang)(qiang)(qiang)度(du)(du)(du)可(ke)達1500~1840MPa,其斷(duan)裂韌性(xing)稍低,但(dan)仍然要高(gao)于高(gao)強(qiang)(qiang)(qiang)度(du)(du)(du)馬氏(shi)(shi)體(ti)(ti)鋼(gang)(gang)。這兩種鋼(gang)(gang)均需回火處理(li)。美國(guo)聯(lian)邦(bang)鐵路(lu)管理(li)局與(yu)Tuskegee大學聯(lian)合開發的(de)低碳(tan)貝氏(shi)(shi)體(ti)(ti)鋼(gang)(gang)軌(gui)鋼(gang)(gang),其極限強(qiang)(qiang)(qiang)度(du)(du)(du)、屈服強(qiang)(qiang)(qiang)度(du)(du)(du)、延伸率分別為1500MPa、1100MPa和13%,比(bi)相(xiang)(xiang)同條件下的(de)珠光(guang)體(ti)(ti)鋼(gang)(gang)性(xing)能要高(gao),且(qie)具(ju)有良(liang)好(hao)的(de)斷(duan)裂韌性(xing)(KIc=150MPa.m1/2),其值(zhi)是(shi)相(xiang)(xiang)同條件下珠光(guang)體(ti)(ti)鋼(gang)(gang)斷(duan)裂韌性(xing)的(de)115倍。
低碳(tan)微(wei)合(he)金化(hua)(hua)控(kong)(kong)軋(ya)控(kong)(kong)冷貝(bei)(bei)氏(shi)體(ti)鋼(gang)(gang)(gang)研(yan)制(zhi)(zhi)成(cheng)功后(hou),受(shou)到工(gong)程界(jie)的(de)注意,逐(zhu)步得(de)以推廣應(ying)用(yong)(yong)(yong)。在(zai)此基礎上發展了(le)(le)超低碳(tan)的(de)控(kong)(kong)軋(ya)控(kong)(kong)冷貝(bei)(bei)氏(shi)體(ti)鋼(gang)(gang)(gang)(ULCB鋼(gang)(gang)(gang),含(han)碳(tan)量(liang)小于(yu)(yu)(yu)(yu)0.05%)。McEvily于(yu)(yu)(yu)(yu)1967年研(yan)制(zhi)(zhi)出采用(yong)(yong)(yong)Mn、Mo、Ni、Nb合(he)金化(hua)(hua)的(de)ULCB鋼(gang)(gang)(gang),經(jing)熱機械控(kong)(kong)制(zhi)(zhi)(TMCP)處(chu)理后(hou),屈服(fu)強(qiang)(qiang)度(du)達到700MPa,且具有(you)良好的(de)低溫(wen)(wen)韌性(xing)和(he)焊接性(xing)能。日本鋼(gang)(gang)(gang)鐵公司研(yan)制(zhi)(zhi)了(le)(le)X70和(he)X80超低碳(tan)控(kong)(kong)軋(ya)貝(bei)(bei)氏(shi)體(ti)鋼(gang)(gang)(gang),其屈服(fu)強(qiang)(qiang)度(du)高于(yu)(yu)(yu)(yu)500MPa,脆性(xing)轉變(bian)溫(wen)(wen)度(du)(FATT)小于(yu)(yu)(yu)(yu)-80℃,它既可以作(zuo)為低溫(wen)(wen)管線鋼(gang)(gang)(gang),也可作(zuo)為艦艇系列用(yong)(yong)(yong)鋼(gang)(gang)(gang)。DeArDo等開發出ULCB2100型超低碳(tan)貝(bei)(bei)氏(shi)體(ti)中厚鋼(gang)(gang)(gang)板(含(han)碳(tan)量(liang)低于(yu)(yu)(yu)(yu)0.03%),通(tong)過控(kong)(kong)軋(ya)控(kong)(kong)冷處(chu)理和(he)高度(du)合(he)金化(hua)(hua)實現細晶強(qiang)(qiang)化(hua)(hua)、彌散強(qiang)(qiang)化(hua)(hua)與(yu)位錯強(qiang)(qiang)化(hua)(hua)的(de)綜合(he)作(zuo)用(yong)(yong)(yong)。該鋼(gang)(gang)(gang)種以80%累積(ji)變(bian)形量(liang)進行精軋(ya)并隨后(hou)空冷,其屈服(fu)強(qiang)(qiang)度(du)可高達700MPa,且FATT可提(ti)高到-50℃。
巴西學(xue)者(zhe)通(tong)過模擬高強(qiang)低(di)合(he)金貝(bei)氏(shi)體鋼的(de)(de)(de)控(kong)(kong)軋控(kong)(kong)冷(leng)(leng)工(gong)藝(yi)過程,研究(jiu)了控(kong)(kong)軋控(kong)(kong)冷(leng)(leng)工(gong)藝(yi)參數(shu)對其(qi)微觀組織(zhi)和(he)力學(xue)性能(neng)的(de)(de)(de)影響,發(fa)現軋制后冷(leng)(leng)卻速率與(yu)終軋溫度(du)是(shi)主要的(de)(de)(de)控(kong)(kong)制工(gong)藝(yi)參數(shu)。波蘭學(xue)者(zhe)研究(jiu)了在(zai)熱軋、淬火(huo)及回(hui)火(huo)加(jia)工(gong)條件下超低(di)碳(tan)貝(bei)氏(shi)體鋼的(de)(de)(de)微觀組織(zhi)與(yu)力學(xue)性能(neng),研究(jiu)表(biao)明,可以獲得屈服(fu)強(qiang)度(du)大于650MPa、低(di)溫沖擊性能(neng)為200J(213K)的(de)(de)(de)應用于造船、海上(shang)石(shi)油鉆采平臺、壓力容器及高性能(neng)結構部件的(de)(de)(de)超低(di)碳(tan)貝(bei)氏(shi)體鋼板。
近(jin)代(dai)工(gong)業(ye)發展對熱軋非調(diao)質鋼(gang)(gang)板(ban)(ban)的性(xing)(xing)能要(yao)求越來越高(gao)(gao),除(chu)了具有高(gao)(gao)強(qiang)度(du)(du)外,還要(yao)具有良好的韌性(xing)(xing)、焊(han)接性(xing)(xing)能及低(di)的冷(leng)脆性(xing)(xing)。目前世(shi)界(jie)上(shang)許多(duo)國家(jia)都(dou)利用(超(chao))低(di)碳的控(kong)(kong)軋控(kong)(kong)冷(leng)貝氏體鋼(gang)(gang)生產高(gao)(gao)寒地區(qu)使用的輸油、輸氣管道(dao)用鋼(gang)(gang)板(ban)(ban)、低(di)碳含鈮的低(di)合金高(gao)(gao)強(qiang)度(du)(du)鋼(gang)(gang)板(ban)(ban)、高(gao)(gao)韌性(xing)(xing)鋼(gang)(gang)板(ban)(ban),以及造(zao)船板(ban)(ban)、橋梁鋼(gang)(gang)板(ban)(ban)、壓力(li)容(rong)器(qi)用鋼(gang)(gang)板(ban)(ban)等(deng)。
