機械、能源、交通、建筑、原材料等工業(yè)領(lǐng)域涉及的各類工程機械、油氣管線、采油平臺、橋梁等的制造、生產(chǎn)與建造的
不銹鋼工程施工上，對屈服強度600MPa級以上不銹鋼鋼種的需求越來越大。碳及其他合金元素是低合金鋼的主要強化元素，但隨著鋼中的碳等合金元素的提高，其焊接性能會下降。Graville對高強度低合金鋼焊接后熱影響區(qū)冷裂紋敏感性和鋼中碳含量及其碳當量關(guān)系做了較系統(tǒng)的研究，發(fā)現(xiàn)當碳含量在0.1％以下時，鋼的碳當量對冷裂紋敏感性影響不大，即使其碳當量較高時，鋼仍具有較佳的焊接性能。因此，為改善焊接性能，鋼中碳含量需大幅度下降，低碳貝氏體鋼的發(fā)展，使這種趨勢更為明顯。1998年我國啟動了新一代鋼鐵材料的重大基礎研究項目，為了實現(xiàn)新一代超細化、低成本節(jié)能型鋼種的開發(fā)，發(fā)展了低碳貝氏體鋼的組織細化與組織控制技術(shù)，實現(xiàn)了中溫轉(zhuǎn)變組織超細化及性能大幅度提高。
低碳貝氏體鋼生產(chǎn)時常采用控軋、控冷技術(shù)，因此鋼中主要是各類中溫轉(zhuǎn)變組織，如針狀鐵素體、粒狀貝氏體、板條狀貝氏體及殘余奧氏體/馬氏體(M/A)等。貝氏體板條之間無滲碳體型碳化物，板條內(nèi)亦無這類碳化物析出，板條內(nèi)存在大量的位錯，而板條的邊界主要由位錯墻構(gòu)成，各板條之間存在一些尺寸細小的殘留奧氏體薄膜及M／A島。關(guān)于這類組織的分類及定義，1990年以來人們進行了大量研究。另外，在已有工作中也發(fā)現(xiàn)，組織中經(jīng)常出現(xiàn)一些針狀或細長條組織，它們常在板條狀貝氏體鐵素體形成溫度以上形成，該類組織在晶界或晶內(nèi)形核，并且彼此獨立生長。對于該組織，有人認為它是屬于魏氏體鐵素體或為晶內(nèi)形核的貝氏體。
貝氏體轉(zhuǎn)變是一種碳擴散控制的切變型相變，它的細化應采取與一般鐵素體-珠光體相變組織細化不同的原理。首先，高溫奧氏體在非再結(jié)晶區(qū)變形，使其積累大量的變形位錯；通過軋后的緩冷弛豫過程，使變形晶體中位錯發(fā)生重新排列、多邊形化，形成大量有一定取向的位錯胞狀結(jié)構(gòu)與亞晶；在此同時，鋼中的Nb(C、N)在位錯及位錯胞狀結(jié)構(gòu)上應變誘導析出，這些微細析出物釘扎住位錯墻，使位錯胞狀結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，由于各個腦狀結(jié)構(gòu)之間有一定的取向差，因此按析出物強化的胞界會起到亞晶界的作用，在隨后的連續(xù)冷卻過程中，會在兩個方面起到細化中溫相交組織的作用。其一，穩(wěn)定的亞晶界會限制貝氏體束切變形式生長，其次，亞晶界的增多，亞晶界上的析出物及由此引起的合金元素成分的起伏會促進連續(xù)中溫轉(zhuǎn)變過程晶內(nèi)針狀鐵素體的形成，這些在貝氏體轉(zhuǎn)變前形成的針狀鐵素體會起到分割原奧氏體晶粒作用，它們在不同方向阻斷貝氏體生長，起到細化中溫轉(zhuǎn)變組織的作用。
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