Acta Materialia: comportamiento de fractura del acero inoxidable austenítico 316L nanoestructurado heterogéneo con haces de nanotwin

IntroducciónEl acero inoxidable austenítico tiene una buena resistencia a la corrosión y a la oxidación, pero su resistencia es inferior a 300 MPa, lo que limita en gran medida la aplicación de acero inoxidable austenítico en la industria. En la actualidad, es una medida efectiva para fortalecer el acero inoxidable austenítico mediante un esfuerzo plástico del tamaño del grano a submicrones o incluso a nanómetros. Sin embargo, el endurecimiento por tensión y la uniformidad de la resistencia se reducen en gran medida debido a las dislocaciones de alta densidad que se acumulan en los límites gemelos y dentro de los granos pequeños. En la actualidad, el mecanismo de endurecimiento de la fractura producido por nano paquetes de gemelos aún no está claro. Recientemente, el profesor Lu Lei (autor correspondiente) del Instituto de Metales Shenyang publicó el último resultado de la investigación "Comportamiento de fractura de acero inoxidable austenítico 316L heterogéneo nanoestructurado con paquetes de nanotwin ”En Acta Materialia. En este artículo, los investigadores probaron la tenacidad a la fractura de los aceros inoxidables 316L nano hermanados a diferentes temperaturas y diferentes cepas de plástico, revelando el mecanismo de endurecimiento del nano hermanamiento en matrices nanocristalinas contra daños y encontrando el proceso de tratamiento térmico más adecuado. , para que su resistencia y tenacidad obtengan la mejor coincidencia. Figura 1 Diagrama esquemático de las muestras utilizadas para la resistencia a la fractura y las pruebas de tracción Imagen de TEM 2 de DPD 316L acero inoxidable (a) DMD 316L sección transversal TEM imagen con ε = 1.6 (b ) Gemelos deformados de tamaño nanométrico (c) Matriz nano gemela alargadaFig.3 Imagen TEM de corte transversal del acero inoxidable 316L DPD con ε = 1.6 para un recocido de 20 minutos a 720 ° CFCifra 4 tenacidad a la fractura (a) Curvas de desplazamiento de carga de DPD sin tratar Acero inoxidable 316L con diferentes deformaciones plásticas (b) Curvas de desplazamiento de carga de DPD Acero inoxidable 316L recocido a diferentes temperaturas para ε = 1.6 (c) La curva de apertura de grieta integral en J correspondiente en la Fig. (A) (d) La correspondiente Curva de apertura de la grieta integral en J en la Fig. (B) Figura 5 Imagen SEM de la superficie de la fractura de una muestra de acero inoxidable DPD 316L (a) ε = 0.4 (b) ε = 1.6 (c) ε = 1.6, recocido a 710 ° C 20minFigura 6 análisis de la morfología de la fractura Cuando (a, b) ε = 1.6, la superficie de la fractura de dos partes de la fractura la parte está en la misma posición. (c, d) Diagrama CLSM correspondiente a (a, b) Fig.7 Aspecto de la punta de la grieta del acero inoxidable DPD 316L con ε = 1.6 (a) Morfología de la punta de la grieta del acero inoxidable de la DPD 316L con ε = 1.6 (b) Vista ampliada de la caja b en la Figura (a) (c) Vista ampliada de la caja c en la Figura (a) Fig. 8 Diagrama esquemático de la propagación de grietas (a) Nucleación de vacantes y crecimiento en matrices nanocristalinas (b) Las grietas rodean el haz de nanotitanio y el haz nanotwineado obstruye la propagación de grietas (c) Se extraen los haces de nano gemelos y las vacantes se nuclean en su punta (d) Produzca grietas de corte a una distancia de los nano paquetes de gemelos y eventualmente deje los nano paquetes de gemelos (e) Sección en forma de hoyuelo donde la superficie de la fractura es cóncava y convexa. 9 Curvas de tenacidad a la fractura y resistencia al rendimiento Resumen: Las hebras nano gemelas desempeñan un papel importante en la supresión de la formación de vacantes en la matriz nanocristalina y en la mejora de las propiedades mecánicas. Al mismo tiempo, las cadenas nano gemelas pueden suprimir la propagación de grietas y aumentar considerablemente la resistencia a la fractura. A través del tratamiento de recocido, los granos de nanocristales gruesos variables se transforman en granos recristalizados o granos recristalizados, y el nano doble haz resultante puede mejorar el efecto de endurecimiento. El límite elástico del acero nano hermanado puede alcanzar 1 GPa, y la resistencia a la fractura es de aproximadamente 140 MPa m1 / 2.Referencia: comportamiento de fractura del acero inoxidable austenítico 316L heterogéneo nanoestructurado con haces de nanotwin (Acta Materialia, 2018, doi.org/10/1016 / j.actamat.2018.02.065).
Fuente: Meeyou Carbide