低合金钢中纳米碳化物相间析出行为的研究进展

低合金钢中的相间析出现象自发现以来,凭借其独特的相变模式及规则分布的析出产物在学术界得到了广泛的关注。近年来又凭借其强度贡献高、扩孔性能好等优点而受到了汽车行业的广泛青睐。然而由于对其背后的物理机制尚不清楚,从而对相间析出型高强钢的组织调控和性能优化提出了挑战。首先归纳了相间析出的典型形貌特征,描述了析出相的片间距、尺寸随温度的变化趋势;随后重点介绍了已有的解释相间析出现象的各类模型,并指出其存在的局限性,同时提出了在基于溶质拖曳理论的基础上可定量描述铁素体长大与碳化物析出耦合相变动力学的建模设想;最后介绍了相间析出在工业上的应用,展望了其未来在含铁素体相高强钢的强度提升及抗氢脆性能方面具有广阔的应用前景。

合金元素配分对珠光体相变热动力学及其奥氏体化影响的研究进展

珠光体相变及其奥氏体化作为涉及三相、两界面的复杂相变过程,其相变过程和物理本质仍有待探索和研究。本文综述了合金钢中珠光体的相变过程,阐述了间隙型合金元素C和置换型合金元素M在相变过程中的配分行为,并介绍了相场模拟在珠光体相变过程中的应用。基于本课题组前期大量的实验和计算结果,进一步讨论了组织与成分的不均匀性对于珠光体逆奥氏体化相变的影响,由于C与M在扩散系数上存在巨大差异,使得该过程中存在动力学发生显著变化的临界转变温度(PNTT)。在此基础上,本文创新性地提出了一种近共析成分含锰钢的热处理工艺,相比于传统Q&P工艺可极大地提高Mn在残余奥氏体中的富集程度,进而提高奥氏体稳定性,为更加系统深入地调控马氏体/奥氏体双相钢组织提供理论指导。

奥氏体/铁素体界面处元素偏聚与溶质拖曳效应的研究进展

钢铁材料的高性能化离不开对其微观组织的精确调控.固态相变是钢铁材料微观组织调控的重要手段,深入探索固态相变机理具有科学与应用的双重意义.奥氏体-铁素体相变是高强钢制备过程中最重要的相变之一.由于合金元素的添加,实际相变时会出现元素配分、元素界面偏聚、碳化物析出等复杂热动力学过程,其中元素偏聚及其诱发的溶质拖曳效应是钢铁相变领域的研究热点和难点.本文从实验研究和理论模型两方面,简要综述了近年来国内外关于奥氏体-铁素体相变过程中元素偏聚行为与溶质拖曳效应的研究进展,并对尚未解决的科学问题进行了讨论与展望.

316L不锈钢表面激光熔化沉积CoCrNiCu中熵合金的界面相容性

异种材料界面相容性是制约结合强度的关键因素,然而其内在机制仍待完善。本工作开展了316L不锈钢表面激光熔化沉积CoCrNiCu中熵合金实验,借助SEM、STEM、EBSD、透射Kikuchi衍射(TKD)等手段对异种材料显微组织与界面特征进行表征,测试了异种材料界面力学性能,进而通过系统研究界面组织与晶体学相容性提出改善结合强度的方法。结果表明,CoCrNiCu中熵合金与316L不锈钢异种材料界面处形成了CoCrNiCuFe高熵合金全固溶过渡区,异种材料剪切强度可达324 MPa。在C元素界面配分引发奥氏体稳定性降低以及残余应力引发塑性变形的协同作用下,316L不锈钢靠近异种材料界面处的部分奥氏体晶粒发生应变诱导马氏体相变,这在促进相变诱导塑性(TRIP)效应的同时也会导致界面匹配程度降低。因此,对于物性差异较小的异种材料应保持相同晶体结构的单相匹配,通过提高界面晶体学相容性改善界面结合强度;对于物性差异较大的异种材料可借助TRIP效应设计双相结构以提高协调变形能力。