控轧控冷应变诱导相变的基本特征解析

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在早期的传统控轧控冷中，形变主要作用是改变奥氏体状态，抑制奥氏体发生再结晶或形成扁平状奥氏体，同时在晶内引入大量形变带等缺陷，为奥氏体-铁素体相变提供更多的形核位置，其γ-a相变发生在形变之后的冷却过程中。在这种情况下，形变与相变是分离的，它们分别发生在不同的温度和阶段。而形变诱导铁素体相变，相变发生于形变过程中，两者几乎同时进行，因此，它与传统相变相比，呈现出不同的特征：     (1)形变诱导铁素体相变是动态相变，形变过程中产生储存的能量，提高了相变驱动力，从而诱导相变发生：相变主要发生在形变过程之中，这和传统的控轧控冷发生相变的温度和时段都不相同。由于动态相变是非平衡态，因此在一定条件下，可能出现逆相变及亚稳相。     (2)形变诱导铁素体相变足以形核为主的相变。a相首先在具有高能量的原γ晶界高速形核，并在畸变区形核。当局部应变增大时，晶核也在晶内高畸变区（应变带、滑移带、孪晶带、亚结构界面和第二相界面）不断形成。这个形核过程是形核小饱和过程，与过冷奥氏体连续冷却转变动力学中由Cahn提出的“形核饱和机制”不同，过冷奥氏体热变形转变动力学不能用一阶段的J-M-A方程来描述。     (3)形变诱导铁素体相变具有快速相变的特征。对母／新相晶体学关系研究表明，DIFT是扩散型相变，碳在这一过程巾的扩散是上坡扩散，在较高温度形成时，在最后的三角晶界区形成珠光体；在较低温度和高畸变、高位错密度的晶内形成离异状珠光体或颗粒状渗碳体。由于热形变过程使位错密度不断增加，碳的扩散通道主要是管道扩散即沿晶界和位错扩散，因此DIFT可以在毫秒级的时间内发生。这和传统等温相变需要一定孕育期是不同的。     (4)形变诱导铁素体相变形成超细晶。计算表明DIFT相对于传统相变或再结晶都有更小的临界形核尺寸，另外由于它是以形核为主的快速相变，新形成的a相具有超细晶特点，尤其在微合金钢中，由于碳氮化物析出相的存在，a相易于在析出相上形核且不易长大。因此微合金钢得到的超细晶尺寸比低碳钢更细。     (5)形变诱导铁素体相变还伴随着产生铁素体的动态再结晶，不同钢中由于化学成分的差异，会使DIFT过程和组织结构呈现不同的特征。