導(dǎo)讀：貝氏體被認為具有高強度和良好的韌性。因此， 220 C 等溫淬火處理被應(yīng)用于超低碳含量的傳統(tǒng)馬氏體時效鋼。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，通過等溫淬火處理，這種馬氏體時效鋼成功地獲得了貝氏體顯微組織。在 500 C 下時效 3 小時后，這種貝氏體時效鋼的抗拉強度達到 2.2 GPa，室溫夏比 V 型缺口沖擊能量為 15 J，疲勞強度為 775 MPa。

目前，通過納米金屬間化合物（如 Ni3Ti、Ni3(Ti, Al) 和 Ni3Al）強化的時效鋼至少有三種類型。第一類是奧氏體沉淀硬化鋼，其次是第二類中的鐵素體時效鋼，最后一類是以超高強度著稱的馬氏體時效鋼。然而，迄今為止，還沒有報道過用納米金屬間化合物強化的貝氏體時效鋼，即所謂的 "貝氏體時效 "鋼。

除 Si 和 B 外，Ni 和 Co 等元素也有助于貝氏體的形成。鎳降低了貝氏體轉(zhuǎn)變的自由能，并導(dǎo)致中碳貝氏體-奧氏體鋼中貝氏體板條的細化。在高碳鋼奧氏體轉(zhuǎn)變過程中，Co 通過增加自由能的變化加速了貝氏體在低溫下的轉(zhuǎn)變。因此，高 Ni 和 Co 的馬氏體時效鋼原則上可以獲得由納米金屬間化合物強化的貝氏體基體組成的新型微觀結(jié)構(gòu)，并有可能發(fā)展成為另一種超高強度高韌性鋼。本研究中中國科學(xué)院金屬研究所王威研究員團隊在馬氏體起始溫度（Ms）下進行了等溫淬火處理（IQT），以在傳統(tǒng)馬氏體時效鋼中獲得貝氏體基體，仔細研究了這種新型貝氏體時效鋼的微觀結(jié)構(gòu)，并將其與其優(yōu)異的機械性能聯(lián)系起來。

通過真空感應(yīng)熔煉和真空電弧重熔制備了標稱成分為 17.3 Ni-5.3 Mo-11 Co-1.0 Ti-0.003 C（重量百分比）的試驗鋼。200 千克的鋼錠在 1250 °C 下均質(zhì) 12 小時，然后空冷，隨后熱鍛成直徑為 110 毫米的棒材。使用 L78RITA 硬度計測得實驗鋼的 Ms 溫度為 220 °C。因此，在 850 ℃ 下奧氏體化 1 小時后，將一根高度為 85 mm 的鋼棒在 220 ℃ 的鹽浴中進行 8 小時的 IQT，然后空冷（IQT 后的樣品在下文中標記為 IQ 樣品）。為便于比較，另一根高度為 85 毫米的鋼棒在 850 ℃ 保溫 1 小時后進行了水淬，水淬后的鋼棒被標記為 WQ 樣品。最后，將 IQ 樣品和 WQ 樣品在 500 °C 下進行不同時間的進一步老化，然后空冷至室溫。相關(guān)研究成果以題“An ultra-high strength bainitic aging steel”發(fā)表在Scripta Materialia上。

鏈接： https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S1359646224000964?via%3Dihub

圖1。IQ樣品的顯微結(jié)構(gòu)，(a)含HABs和殘余奧氏體的BC圖，(b) BF-TEM圖，(c) Ni和Mo的EDS圖，(d)富Mo相FFT圖的HR-TEM圖。

圖2。IQ樣品老化(a) 5 min， (b) 20 min， (c) 3 h的HABs相圖，(d)奧氏體體積分數(shù)與時效時間的比值。

圖3。(a) IQ樣品老化3 h后的BF-TEM圖像及相應(yīng)的SAED圖;(b) 0.35 at的等溫線。% Ni和0.1 Mo at。%，以及APT時效3 h IQ樣品中Ni3(Ti, Mo)和Mo富集沉淀的接近直方圖。

圖4。(a) IQ試樣硬度隨500℃時效時間的變化曲線，(b) IQ試樣未時效和時效3 h的拉伸應(yīng)力-應(yīng)變曲線，(C) IQ試樣時效3 h的疲勞強度階梯圖。

結(jié)果表明，通過對傳統(tǒng)馬氏體時效鋼進行IQT和時效處理，可以獲得細化貝氏體、殘余奧氏體、反向奧氏體和納米沉淀混合組織的新型貝氏體時效鋼。貝氏體時效鋼具有優(yōu)異的力學(xué)性能，極限抗拉強度為2200 MPa，屈服強度為2138 MPa, rt_v -north沖擊能為15 J，疲勞強度為775 MPa。