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

作     者：赵亚峰 刘苏杰 陈云 马会 马广财 郭翼 ZHAO Yafeng;LIU Sujie;CHEN Yun;MA Hui;MA Guangcai;GUO Yi

作者机构：中国科学院金属研究所、沈阳材料科学国家研究中心沈阳110016 东北大学材料科学与工程学院沈阳110819 中国科学院金属研究所沈阳110016 

出 版 物：《金属学报》 (Acta Metallurgica Sinica)

年 卷 期：2023年第59卷第5期

页      面：611-622页

核心收录：

学科分类：08[工学] 080502[工学-材料学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 

基　　金：国家自然科学基金项目No.52201149 国家科技重大专项项目No.J2019-VI-0019-0134 中国科学院战略性先导科技专项项目No.XDC04000000 ERC CORREL-CT No.695638 

主　　题：铁素体-贝氏体双相钢 孔洞形核与生长 3D-EBSD XCT 尺寸效应 

摘      要：利用多模态关联成像方法研究了铁素体-贝氏体双相钢韧性断裂过程中局部微结构对孔洞生长的影响。首先使用X射线CT成像技术,从宏观层面量化分析了变形过程中孔洞的生长,并定位典型孔洞的空间坐标。之后对选定的目标孔洞,采用等离子体聚焦离子束(PFIB)进行连续切片三维电子背散射衍射(3D-EBSD)扫描成像,从介观层面研究孔洞周围微观组织对孔洞形核与生长的影响。结果显示,夹杂物周围和贝氏体中均有孔洞形成。尽管有时促使大尺寸孔洞生长的应变比小尺寸孔洞处的应变更小,但相比于在小尺寸夹杂物或贝氏体中形核的孔洞,大尺寸夹杂物导致的孔洞体积更大。进一步对孔洞周围的位错密度研究显示,上述现象可能是由于不同尺寸的夹杂物周围应变梯度不同造成的。孔洞周围的位错密度与诱发孔洞的夹杂物尺寸成反比,存在明显的尺寸效应,表明影响孔洞生长的夹杂物存在一个临界尺寸。利用解析理论模型推测出夹杂物临界尺寸范围为1.85~2.86μm,小于该临界尺寸的夹杂物诱发的孔洞,由于局部变形梯度效应,位错塞积会阻碍孔洞的生长。孔洞的生长是非均匀的且其形状表现出各向异性,孔洞生长形貌与周围晶粒的可变形性相关,可用晶粒尺寸加权的Schmid因子描述。