马氏体组织对SFPB处理双相钢表面纳米结构及力学性能的影响

作者：谢小龙; 杨军^*; 邹德宁; 马宽

来源：表面技术, 2018, 47(12): 92-98.

DOI：10.16490/j.cnki.issn.1001-3660.2018.12.013

• 双相钢
• 热处理
• 超音速微粒轰击
• 梯度纳米结构
• 微观组织

目的通过对不同微观组织铁素体/马氏体双相钢进行表面纳米化处理,探究材料表面晶粒细化和塑性变形机理。方法采用超音速微粒轰击(SFPB)技术对经临界区退火(IA)、中间淬火(IQ)和分级淬火(SQ)后的双相钢进行纳米化处理,采用SEM、OM和XRD研究试验钢表面SFPB前后的微观组织特征,采用显微硬度仪测试其表面硬度,采用拉伸实验测试其力学性能。结果热处理后,IA、IQ和SQ试样马氏体组织分别呈岛状、纤维状和块状,IQ试样平均晶粒尺寸最小,但马氏体体积分数最大。SFPB工艺处理后,双相钢表面形成了一定厚度的梯度纳米晶层(GNS),该晶层内的晶粒尺寸均达到纳米级别,且随距离表面深度的增大而增大。IA-GNS、IQ-GNS和SQ-GNS试样表面硬度分别为285.9、266.7、382.1HV,抗拉强度分别为771.30、820.02、663.81MPa,延伸率分别为8.89%、14.70%、10.04%。IQ-GNS试样断口以韧窝为主,SQ-GNS和IA-GNS试样断口韧窝较少,有明显裂纹开口。结论表面产生强烈塑性变形时,由于位错的分割作用,表面晶粒尺寸细化至纳米级,材料强度大幅提高,同时纳米级纤维状马氏体微观组织的存在使得IQ-GNS试样保持了较高的塑韧性。

• 单位
  西安建筑科技大学