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金属学报  2009, Vol. 45 Issue (3): 292-296    
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低合金超高强度钢亚结构超细化对韧性的影响
王六定1;丁富才1;王佰民2;朱明3;钟英良2;梁锦奎1
1 西北工业大学理学院; 西安 710072
2 西北工业大学工程实践训练中心; 西安 710072
3 西北工业大学材料学院; 西安 710072
INFLUENCE OF SUPER--FINE SUBSTRUCTURE ON TOUGHNESS OF LOW--ALLOYING ULTRA--HIGH STRENGTH STRUCTURE STEEL
WANG Liuding1;DING Fucai1;WANG Baimin2;ZHU Ming3;ZHONG Yingliang2;LIANG Jinkui1
1 School of Science; Northwestern Polytechnical University; Xi'an 710072
2 Training Center for Engineering Practices; Northwestern Polytechnical University; Xi'an 710072
3 School of Materials; Northwestern Polytechnical University; Xi'an 710072
引用本文:

王六定 丁富才 王佰民 朱明 钟英良 梁锦奎. 低合金超高强度钢亚结构超细化对韧性的影响[J]. 金属学报, 2009, 45(3): 292-296.
, . INFLUENCE OF SUPER--FINE SUBSTRUCTURE ON TOUGHNESS OF LOW--ALLOYING ULTRA--HIGH STRENGTH STRUCTURE STEEL[J]. Acta Metall Sin, 2009, 45(3): 292-296.

全文: PDF(1275 KB)  
摘要: 

充分利用控制相变温度、冷却与回火参数, 得到冲击吸收功(AKV)成倍提高的系列Si, Mn等元素合金化的低合金超高强度结构钢(LUHSSS). TEM, SEM和 AFM分析表明: LUHSSS由纳米尺度的铁素体(F)板条与分布在其间的、高度稳定的膜状残余奥氏体(AR)组成, 无块状不稳定AR和渗碳体析出; 由若干切变单元组成的F板条不连续分布, 厚度范围75---100 nm. 回火过程中, 板条内位错运动形成纳米尺寸 (<17 nm)的均匀胞状亚结构. 显微组织的多尺度、多层次与双相性保证超高强度(σb>1400 MPa)前提下, AKV大幅度提高至200 J附近. 分析了胞状亚结构对LUHSSS韧性的影响机制.

关键词 超高强度钢铁素体 残余奥氏体切变单元冲击吸收功胞状亚结构    
Abstract

A series of low--alloying ultra--high strength structure steels (LUHSSS) which contain Si, Mn as the alloying elements are developed through controlling the transformation temperature, cooling rate and tempering parameters. The observations on the microstructure by means of TEM, SEM and AFM show that LUHSSS are composed of very fine and close ferrite (F) lathes and retained austenite (AR) of thin film shape with high stability, and no blocky AR and cementite are observed in steels. The discontinuous F lathes consist of several shear units and their thickness range is 75---100 nm. During low temperature tempering, the dislocations in the shear units move and finally form a number of homogeneous cell substructures with the diameter less than 17 nm. Under the condition of ultra--high strength (σb>1400 MPa), the multi--scale, multi--level and double--phase of microstructure significantly increase the impact absorption energy (AKV≈200 J). Furthermore, the mechanism of toughness improvement caused by cell substructures is analyzed.

Key wordsultra--high strength steel    ferrite    retained austenite    shear unit    impact absorption energy    cell substructure
收稿日期: 2008-09-19     
ZTFLH:  TF761.2" target="_blank">

TF761.2

 
基金资助:

国家自然科学基金项目50771082和60776822资助

作者简介: 王六定, 男, 1955年生, 教授

[1] Gao K, Wang L D, Zhu M, Cheng J D, Shi Y J, Kang M K. Acta Metall Sin, 2007; 43: 315
(高宽, 王六定, 朱明, 陈景东, 施易军, 康沫狂. 金属学报, 2007; 43: 315)

[2] Yang H S, Bhadeshia H K D H. Mater Sci Technol, 2008; 25: 335
[3] Caballero F G, Bhadeshia H K D H, Mawella K J A, Jones D G, Brown P. Mater Sci Technol, 2001; 17: 517
[4] Keehan E, Karlsson L, Andren H O, Bhadeshia H K D H. Sci Technol Weld Joining, 2006; 11: 10
[5] Caballero F G, Bhadeshia H K D H. Curr Opin Solid State Mater Sci, 2004; 8: 251
[6] Zhang M X. PhD Thesis, Northwestern Polytechnical Univesity, 1990
(张明星. 博士学位论文, 西北工业大学, 1990)
[7] Keehan E, Karlsson L, Andren H O, Bhadeshia H K D H. Sci Technol Weld Joining, 2006; 11: 1
[8] Kang M K, Sun J L, Yang Q M. Metall Trans, 1990; 21A: 853
[9] Wang L D, Zhu M, Zhou W M, Chen J D, Shi Y J, Chen G D, Zhang Q. Mater Sci Forum, 2007; 539–543: 4562
[10] Wang L D, Zhu M, Chen J D, Shi Y J, Chen G D. Trans Mater Heat Treat, 2007; 28: 43
(王六定, 朱明, 陈景东, 施易军, 陈国栋. 材料热处理学报, 2007; 28: 43)
[11] Guo Z. PhD Thesis, University of California, Berkeley, USA, 2001
[12] Zhao W Y, Wang Q Y, Sun Z Y, Ye X X. J Chin Electron Microsc Soc, 1999; 18: 549
(赵文俞, 王勤燕, 孙振亚, 叶先贤. 电子显微学报, 1999; 18: 549)
[13] Zhang M X, Wang J, Kang M K. Phys Test Chem Anal (Phys Test), 1993; 29(2): 6
(张明星, 王军, 康沫狂. 理化检验(物理分册), 1993; 29(2): 6)
[14] Kozeschnik E, Bhadeshia H K D H. Mater Sci Technol, 2008; 24: 343
[15] Wang X T. Metal Materials. Beijing: China Machine Press, 1987: 1
(王笑天. 金属材料学. 北京: 机械工业出版社, 1987: 1)

[16] Hossein N S, Movaghar G M R, Nili A M, Shirazi H. Mater Sci Eng, 2008; A473: 251
[17] Peet M, Babu S S, Miller M K, Bhadeshia H K D H. Scr Mater, 2004; 50: 1279
[18] Caballero F G, Miller M K, Babu S S, Garcia–Mateo C. Acta Mater, 2007; 55: 386
[19] Caballero F G, Miller M K, Garcia–Mateo C, Capdevila C, Babu S S. Acta Mater, 2007; 56: 191
[20] Jacques P J. Curr Opin Solid State Mater Sci, 2004; 8: 260
[21] Bhadeshia H K D H. Bainite in Steels. 2nd Ed., London: Institute of Materials, 2001: 28
[22] Smith G M. PhD Thesis, University of Cambridge, 1984
[23] Singh S B, Bhadeshia H K D H. Mater Sci Eng, 1998; A245: 72
[24] Bhadeshia H K D H. Mater Sci Eng, 2008; A481–482: 36
[25] Hu G L, Xie XW. Heat Treatment of Steel. 2nd Ed., Xi’an: Northwestern Polytechnical University Press, 2008: 298
(胡光立, 谢希文. 钢的热处理. 第2版, 西安: 西北工业大学出版社, 2008: 298)

[1] 赵亚峰, 刘苏杰, 陈云, 马会, 马广财, 郭翼. 铁素体-贝氏体双相钢韧性断裂过程中的夹杂物临界尺寸及孔洞生长[J]. 金属学报, 2023, 59(5): 611-622.
[2] 吴欣强, 戎利建, 谭季波, 陈胜虎, 胡小锋, 张洋鹏, 张兹瑜. Pb-Bi腐蚀Si增强型铁素体/马氏体钢和奥氏体不锈钢的研究进展[J]. 金属学报, 2023, 59(4): 502-512.
[3] 程远遥, 赵刚, 许德明, 毛新平, 李光强. 奥氏体化温度对Si-Mn钢热轧板淬火-配分处理后显微组织和力学性能的影响[J]. 金属学报, 2023, 59(3): 413-423.
[4] 张开元, 董文超, 赵栋, 李世键, 陆善平. 固态相变对Fe-Co-Ni超高强度钢长臂梁构件焊接-淬火过程应力和变形的影响[J]. 金属学报, 2023, 59(12): 1633-1643.
[5] 侯旭儒, 赵琳, 任淑彬, 彭云, 马成勇, 田志凌. 热输入对电弧增材制造船用高强钢组织与力学性能的影响[J]. 金属学报, 2023, 59(10): 1311-1323.
[6] 孙毅, 郑沁园, 胡宝佳, 王平, 郑成武, 李殿中. 3Mn-0.2C中锰钢形变诱导铁素体动态相变机理[J]. 金属学报, 2022, 58(5): 649-659.
[7] 化雨, 陈建国, 余黎明, 司永宏, 刘晨曦, 李会军, 刘永长. Cr铁素体耐热钢与奥氏体耐热钢的异种材料扩散连接接头组织演变及力学性能[J]. 金属学报, 2022, 58(2): 141-154.
[8] 彭俊, 金鑫焱, 钟勇, 王利. 基板表层组织对Fe-16Mn-0.7C-1.5Al TWIP钢可镀性的影响[J]. 金属学报, 2022, 58(12): 1600-1610.
[9] 陈胜虎, 戎利建. 超细晶铁素体-马氏体钢的高温氧化成膜特性及其对Pb-Bi腐蚀行为的影响[J]. 金属学报, 2021, 57(8): 989-999.
[10] 蒋中华, 杜军毅, 王培, 郑建能, 李殿中, 李依依. M-A岛高温回火转变产物对核电SA508-3钢冲击韧性影响机制[J]. 金属学报, 2021, 57(7): 891-902.
[11] 刘曼, 胡海江, 田俊羽, 徐光. 变形对超高强贝氏体钢组织和力学性能的影响[J]. 金属学报, 2021, 57(6): 749-756.
[12] 石增敏, 梁静宇, 李箭, 王毛球, 方子帆. 板条马氏体拉伸塑性行为的原位分析[J]. 金属学报, 2021, 57(5): 595-604.
[13] 刘晨曦, 毛春亮, 崔雷, 周晓胜, 余黎明, 刘永长. 低活化铁素体/马氏体钢组织调控及其固相连接研究进展[J]. 金属学报, 2021, 57(11): 1521-1538.
[14] 赵嫚嫚, 秦森, 冯捷, 代永娟, 国栋. AlNi1Cr9Al(1~3)Ni(1~7)WVNbB钢热变形行为的影响[J]. 金属学报, 2020, 56(7): 960-968.
[15] 罗海文,沈国慧. 超高强高韧化钢的研究进展和展望[J]. 金属学报, 2020, 56(4): 494-512.