300M 钢在连续冷却过程中相变行为的原位研究

对连续冷却组织转变的全面理解对于钢的热处理至关重要，但对于300M钢的相变行为的研究仍显不足，这无疑会极大地阻碍其微观结构的控制，并最终影响这种材料的应用。鉴于高温激光共聚焦显微镜（HTCLSM）在清晰度、准确性和直接性方面的优势，引入了其原位观测方法，以系统地研究300M钢在不同冷却速率（0.01 - 100 °C/s）下的微观结构演变。

使用HTCLSM对300M钢在连续冷却过程中的微观结构转变进行了原位观测。高温激光共聚焦显微镜（VL2000DX-SVF17SP），最大扫描速度为每秒120帧，确保在相变过程中能够捕捉到足够的中间步骤。温度由计算机连续调节以获得指定的温度和冷却速率。在持续冷却过程中，由于低熔点合金元素在界面处的挥发以及相变产生的表面起伏，不同晶粒和相在高温下的边界能够被清晰地显现出来。

在冷却速率范围为 0.01 - 0.15、 0.03 - 1和 0.3 - 100 °C/s 时，分别观察到了珠光体、贝氏体和马氏体的形成。基于原位观测结果构建了连续冷却转变图，并通过金相学进行了验证，与膨胀仪的结果进行了比较。

结果表明，原位观测得出的转变温度与膨胀仪的结果吻合良好，而原位观测得出的转变起始温度较低，相变终止温度较高。最后，建立了能够准确描述维氏硬度、残余奥氏体含量以及冷却速率之间关系的模型，并对相变机制和动力学进行了分析。我们的发现不仅从根本上理解了不同微观结构的相变机制，而且为300M钢热处理中的实际微观结构控制提供了有用的参考。

300M钢在 1150°C下奥氏体化 10 分钟，然后以（a）0.01；（b）0.15；（c）0.3；（d）3.33°C/s的速度冷却的结果。PF 表示过共析铁素体。BF 意味着贝氏体铁素体。

本实验所使用设备：高温激光共聚焦显微镜（VL2000DX-SVF17SP，最新型号为VL3000DX-SVF18SP），陕西午禾科技有限责任公司是该设备在中国的独家代理机构。

参考文献：