利用组织不均匀性控制淬火配分（Q&P）钢残留奥氏体量

高强度化是钢铁材料的发展趋势，然而随着强度水平的提高，钢的塑性通常降低，如何提高钢的塑性是钢铁材料面临的重要问题。淬火配分（Q&P）工艺先通过淬火部分获得马氏体，再控制碳向未转变奥氏体的配分，最后淬火至室温获得马奥组织，钢的塑性随残留奥氏体的增加而明显提高，因此控制残留奥氏体的量对提高高强度钢的塑性具有重要的意义。第一次淬火后未转变分布不均匀，尺寸较小的在配分过程中容易吸收更多的碳而成为残留奥氏体，而尺寸较大的稳定性较差，在最终淬火过程中发生马氏体转变。本项目拟通过建立未转变奥氏体体积分数和尺寸分布与残留奥氏体体积分数之间的关系，达到准确控制残留奥氏体体积分数的目的。传统计算残留奥氏体量的方法没有考虑组织不均匀性对残奥量的影响，导致最大残奥量对应的等温淬火温度较低，本项目根据马氏体相变的特点，拟研究不同含碳量和晶粒尺寸下组织不均匀性对残奥量的影响，回归出残留奥氏体体积分数的控制方法。

淬火配分（Q&P）工艺是提钢高强度钢塑性和韧性的有效方法，该工艺先淬火至某一温度QT（Mf<QT<Ms）形成一次淬火马氏体，再控制碳（从一次淬火马氏体向未转变奥氏体）的配分，最终淬火至室温得到由马氏体和富碳残留奥氏体组成的复相组织。一次马氏体在淬火过程中分割原奥氏体晶粒造成组织不均匀，在配分过程中给未转变奥氏体提供碳。如何利用一次马氏体造成的组织不均匀性来控制残留奥氏体的量是本项目的主要目的。项目研究了Q&P工艺的马氏体相变过程和动力学，表征了马氏体相变的组织不均匀性，验证了QT与一次马氏体体积分数的关系，对一次马氏体、二次马氏体和残留奥氏体进行精细表征。研究结果表明，一次马氏体将原奥氏体晶粒分割成若干尺寸不均匀的区域，尺寸为较小的（0.1μm左右）未转变奥氏体最终容易吸收碳而成为残留奥氏体，而尺寸较大的容易转变为二次淬火马氏体；当一次马氏体比例为30%-50%时，未转变奥氏体的尺寸相对均匀细小，容易吸收更多的碳而使残留奥氏体量增大。本项目的科学意义在于将马氏体相变的组织不均匀性因素引入到Q&P钢残留奥氏体量控制方面上来，提出小尺寸未转变奥氏体控制着残留奥氏体量，而大尺寸未转变奥氏体控制着二次淬火马氏体量的观点，比原有理论模型更合理地解释了试验现象。