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兰州理工大学学报 2019年第2期45卷 10-15页

作者：盛捷喇培清任军强马吉强周学渊石玉兰州理工大学省部共建有色金属先进加工与再利用国家重点实验室甘肃兰州730050

利用原位拉伸扫描电镜,观察并研究了"铝热反应法"制备出的304奥氏体不锈钢试样经退火与轧制处理后动态拉伸过程中裂纹的萌生与扩展情况及其与双尺度微观组织之间的相互影响关系.结果表明:在拉伸过程中,微裂纹易生成于微米晶和纳米晶间... 详细信息

利用原位拉伸扫描电镜,观察并研究了"铝热反应法"制备出的304奥氏体不锈钢试样经退火与轧制处理后动态拉伸过程中裂纹的萌生与扩展情况及其与双尺度微观组织之间的相互影响关系.结果表明:在拉伸过程中,微裂纹易生成于微米晶和纳米晶间的晶界处,在纳米晶基体中延伸、扩展.裂纹扩展路径受拉伸应力状态以及板材内部晶粒和粗大第二相分布的影响.双尺度组织中微裂纹产生的背应力可有效减缓裂纹扩展速度,从而增强了材料整体的延展性.

关键词：双尺度分布不锈钢原位拉伸断裂行为

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放电等离子烧结制备超细晶/细晶块体FeMoPCB合金

放电等离子烧结制备超细晶/细晶块体FeMoPCB合金

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作者：魏田华南理工大学

学位级别：硕士

为探究更优异学性能的铁及铁合金的制备方法，本文选择Fe和FeMoPCB(FeMoPCB)为研究对象，利用高能球磨和放电等离子烧结技术制备双尺度分布的块体铁和超细晶/细晶块体FeMoPCB合金，重点研究球磨过程中的晶粒细化规律、非晶转变过程和烧... 详细信息

为探究更优异学性能的铁及铁合金的制备方法，本文选择Fe和FeMoPCB(FeMoPCB)为研究对象，利用高能球磨和放电等离子烧结技术制备双尺度分布的块体铁和超细晶/细晶块体FeMoPCB合金，重点研究球磨过程中的晶粒细化规律、非晶转变过程和烧结工艺参数对块体材料微观结构和力学性能的影响规律。同时，对比研究烧结过程中a-Fe在铁和FeMoPCB合金中的形核长大规律及其对块体材料力学性能的影响。首先，通过高能球磨75h制备了纳米晶铁粉，其颗粒尺寸为1μm，平均晶粒尺寸为12nm，晶格畸变为0.54%。同时，通过高能球磨75h还制备了非晶基体上弥散分布纳米晶α-Fe的FeMoPCB非晶复合粉末，其颗粒尺寸为2μm，α-Fe的晶粒尺寸为5.5nm，晶格畸变为0.82%。当加热速率为20K/min时，FeMoPCB非晶复合粉末的晶化温度和晶化焓分别为762K和15.86J/g，晶化激活能(Ex)和晶化峰值激活能(Ep)分别为345.2kJ/mol和274.3kJ/mol。与球磨75h的铁粉相比，FeMoPCB非晶复合粉末中的纳米晶α-Fe的晶粒尺寸更小，晶格畸变更大，这说明合金化元素Mo、P、C、B不仅有利于非晶相的形成，还有利于晶粒的细化。然而，制备的FeMoPCB非晶复合粉末没有明显的过冷液相区，分析表明这是由于FeMoPCB合金成分的非晶形成能力有限以及球磨过程中不可避免引入的Fe和O降低了其非晶形成能力。随后，利用SPS技术在烧结温度为1253K(铁的同素异构转变温度1185K以上)的条件下制备了一种新的双尺度分布的块状铁。其微观结构为微米晶α-Fe基体包围超细晶等轴状α-Fe和超细晶针状α-Fe。在压缩过程中，块体铁被压成薄片而不断裂，真实应变达到58%以上，表现出超高的塑性。另外，保温时间和升温速率都对塑性没有明显影响，但延长保温时间或增大升温速率都会降低块体铁的屈服强度和断裂强度。当以97K/min加热到1253K且不保温时，块体铁的屈服强度为608MPa，最终断裂强度为955MPa，总的真应变为58%。最后，利用SPS技术制备了超细晶/细晶块体FeMoPCB合金。烧结温度对块体FeMoPCB合金的显微形貌和力学性能影响较大。当烧结温度为1223K时，获得含板条马氏体且为四相结构的细晶块体FeMoPCB合金，其表现出较高强度和一定的塑性变形能力。板条状马氏体的形成是由于FeMoPCB合金加热至高温时发生了奥氏体转变，随后快冷至室温而产生的。由于板条马氏体内部含有大量不均匀分布的可动位错，因而块体FeMoPCB合金的塑性大大提高。当以111K/min加热到1223K并保温5min时，块体FeMoPCB合金具有最佳的综合力学性能，断裂强度为2573MPa，断裂应变为8.6%，塑性应变为3.3%。在奥氏体转变温度范围内，保温时间显著影响马氏体的形成与长大。保温时间越长，奥氏体转变过程越充分，马氏体体积分数越多且板条越细密，塑性越好。

关键词：超细晶/细晶合金双尺度分布非晶合金放电等离子烧结机械合金化

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