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低合金超高强度贝氏体钢的晶粒细化与韧性提高
  • ISSN号:0412-1961
  • 期刊名称:《金属学报》
  • 分类:TF761[冶金工程—钢铁冶金] TG142.1[金属学及工艺—金属材料;一般工业技术—材料科学与工程;金属学及工艺—金属学]
  • 作者机构:[1]西北工业大学理学院,西安710072, [2]西北工业大学材料学院,西安710072
  • 相关基金:国家自然科学基金资助项目50171053
中文摘要:

对系列Si,Mn,Ni等合金元素合金化的低碳超高强度贝氏体钢(LUHSBS),通过控制相变温度、冷却与回火参数,可明显提高其韧性.与同等强度(>1500 MPa)的高级马氏体钢23MnNiCrMo相比,研制的LUHSBS冲击吸收能(AKV≥185J)提高3倍以上.强度与韧性优化结合的根本原因在于组织细化、贝氏体铁素体(BF)中含碳量增加、碳化物消除以及存在较高体积分数的稳定膜状残余奥氏体(AR).原子力显微镜和扫描隧道显微镜分析证实:钢中不存在对韧性有损伤作用的块状AR;不仅切变单元超细化,而且超细晶粒的平均尺寸小于20 nm,部分切变单元的平均厚度仅约1.6 nm.这些精细组织是影响钢的强度、AR稳定性和AKV增加的主要原因.分析了强度与韧性改善的物理机制.

英文摘要:

Through adding Si, Mn and Ni into low alloy ultra-high strength bainitic steels (LUHSBS) and controlling the transformation temperature, cooling and tempering parameters the impact energy absorption (AKv ≥185 J) has been tripled compared to the martensitic steel 23MnNiCrMo with the same strength level (〉 1500 MPa). The basic reasons of the excellent combination of strength and toughness consist in the refinement of microstructure, the increase of carbon content in the bainitic ferrite (BF), the elimination of carbides and the thin film shaped retained austenite (AR) with high volume fraction and stability. AFM and STM revealed that no bulky AR existed in the structure which will reduce the impact toughness of bainitic steels. Not only the shear-units are significantly refined, but also the average size of super-fine grains is less than 20 nm and the average thickness of partial shear-units in a BF lath is only about 1.6 nm. The refinement of microstructure, the enrichment of carbon atom in BF and the increase of both the dislocation density and the volume fraction of AR are the factors affecting the ultimate tensile strength, the stability of AR and the impact toughness. Furthermore, the physical mechanism on the improvements of strength and toughness was discussed.

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期刊信息
  • 《金属学报》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科学协术协会
  • 主办单位:中国金属学会
  • 主编:柯俊
  • 地址:沈阳文化路72号
  • 邮编:110016
  • 邮箱:shxiao@imr.ac.cn
  • 电话:024-23971286
  • 国际标准刊号:ISSN:0412-1961
  • 国内统一刊号:ISSN:21-1139/TG
  • 邮发代号:2-361
  • 获奖情况:
  • 第一、二届全国优秀科技期刊评比一等奖,第一、二、三届国家期刊奖,国家期刊方阵"双高"期刊,第一、二、三届中国科学院科技期刊评比一等奖,中国科学院优秀期刊特别奖,第一、二、三、五届中国科协优秀科技期刊评比一等奖,中国科协精品期刊工程A类、B类,第一、二、三、四、五届中国百种杰出学术期刊,首届出版政府奖
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国剑桥科学文摘,美国科学引文索引(扩展库),日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
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