Fe-2Mn-1.5Si-0.3C合金中从马氏体转变奥氏体的取向研究

使用Fe-2Mn-1.5Si-0.3C合金钢，研究由马氏体转变的奥氏体取向。该研究使用了电子背散射衍射(EBSD)。在转变过程中形成了针状和球状γ相。针状γ相成核位置在板条、块和子块边界，而球状γ相在原γ晶界边缘和内部成核。球状和针状γ相至少和周围的一个回火马氏体块有Kurdjumov-Sachs (K-S)取向关系。大多数针状γ相和原γ相取向几乎一致，只有一部分针状γ相，与原来的γ相存在特殊的栾晶组织。此外，晶界处的球状γ和没有长进去的原γ有着几乎一致的方向。针状和球状晶界γ，得益于γ在板条、块、以及子块的形核过程中强大的内部应力。另一方面，分析了晶内的球状γ,回火马氏体和渗碳体的取向关系，表明g在渗碳体和回火马氏体界面削弱了晶内的球状g形成的多样性。
  

二、实验流程
  

本研究主要使用Fe-2Mn-1.5Si-0.3C合金，讨论中使用Fe-1Mn-0.6C合金。这些合金的化学成分和正交的Ae1(铁素体(a)+渗碳体(q))/(a+q+g) )和Ae3温度计算,用ThermoCalc的TCFE7数据库。将从热轧板上切下的Fe-2Mn-1.5Si-0.3C合金在1423k条件下在氩气填充的硅管中均温处理24h，经均匀化处理后，电子探针显微分析未发现合金元素有明显的偏析。均质样品在1323 K奥氏体化1.8 Ks,然后在冰盐水里淬火获得完全马氏体结构，初始g 晶粒尺寸约为200mm。圆柱形试样(直径3毫米，长度10毫米)随后进行回火处理。还原处理使用膨胀仪进行，试样在0.1-20 K/s范围内以不同的加热速率进行感应加热，并在达到不同的指定温度后立即用He气体冷却。热处理后，对试件进行切割，用金刚砂纸进行机械抛光，并喷涂抛光金刚石和硅溶胶。

   利用光学显微镜(OM)和场发射扫描电子显微镜(FE-SEM；JEOL，JSM-7001F)对组织进行了表征。光学显微镜观察是在2%的硝酸溶液蚀刻后进行的。取向关系分析使用EBSD (TSL OIM analysis 7)获得加速电压为25 kV，步长为50 nm的方位图。利用先前报道的重建方法，根据马氏体的方向计算出原γ方向。保留的g 的体积分数通过x射线衍射(XRD; Bruker, AXS D8)测量;测量尺寸通过Co x射线光管形成。XRD收集了 45°、130°之间超过2q范围的数据，步长为0.05°/步。在进行EBSD和XRD分析之前，先用胶体二氧化硅进行机械抛光，然后用30 mL HClO4 + 470 mL C2H5OH溶液进行电解抛光，去除试样表面的受损层。利用自动抛光观测系统(Nakayamadenki Genus_3D)采集连续切片，利用三维分析软件(FEI AVIZO 9.2.0)重建和可视化三维微结构。在系统中，每个切片用2%的硝酸溶液轻蚀刻，并收集光学显微照片。