Acta Materialia: Zachowanie złamania heterogenicznej nanostrukturalnej stali austenitycznej 316L z wiązkami nanotwinów

Wprowadzenie Stal nierdzewna austenityczna ma dobrą odporność na korozję i odporność na utlenianie, ale jej wytrzymałość jest mniejsza niż 300 MPa, co znacznie ogranicza zastosowanie austenitycznej stali nierdzewnej w przemyśle. Obecnie jest to skuteczny środek do wzmacniania austenitycznej stali nierdzewnej przez plastyczne odkształcenie wielkości ziarna do submikronów lub nawet nanometrów. Jednak umocnienie odkształcenia i jednorodność wytrzymałości są znacznie zmniejszone ze względu na dyslokacje o dużej gęstości gromadzące się na granicach bliźniaczych i wewnątrz małych ziaren. Obecnie mechanizm hartowania pęknięć wytwarzany przez wiązki nano-bliźniacze jest nadal niejasny. Ostatnio profesor Lu Lei (autor korespondencji) Instytutu Metali w Shenyang opublikował najnowszy wynik badania „Zachowanie się złamań heterogenicznej nanostrukturalnej stali austenitycznej 316L z wiązkami nanotwinów ”W Acta Materialia. W tym artykule naukowcy przetestowali odporność na pękanie nano-bliźniaczych stali nierdzewnych 316L wyżarzanych w różnych temperaturach i różnych odkształceniach plastycznych, ujawniając mechanizm hartowania nano-twinningu w matrycach nanokrystalicznych przed uszkodzeniem i znajdując najbardziej odpowiedni proces obróbki cieplnej. , aby jego wytrzymałość i wytrzymałość były jak najlepsze. Rysunek 1 Schematyczny diagram próbek wykorzystywanych do badań odporności na kruche pękanie i rozciągania Rysunek 2 Obraz TEM stali nierdzewnej DPD 316L (a) Obraz przekroju poprzecznego TEM ze stali nierdzewnej DMD 316L z ε = 1,6 (b ) Nano-rozmiar zdeformowanych bliźniąt (c) Podłużna nano-bliźniacza matryca Fig. 3 Przekrój TEM Obraz ze stali nierdzewnej DPD 316L z ε = 1,6 przez 20 minut wyżarzania przy 720 ° CFigure 4 odporność na kruche pękanie (a) Krzywe przemieszczenia obciążenia dla nieleczonego DPD Stal nierdzewna 316L przy różnych odkształceniach plastycznych (b) Krzywe przemieszczenia obciążenia stali nierdzewnej DPD 316L wyżarzonej w różnych temperaturach dla ε = 1,6 (c) Odpowiednia krzywa J-integralnego pęknięcia na rys. (A) (d) Odpowiednia Krzywa otwarcia integralnego pęknięcia J na rys. (B) Rysunek 5 Obraz SEM powierzchni pęknięcia próbki ze stali nierdzewnej DPD 316L (a) ε = 0,4 (b) ε = 1,6 (c) ε = 1,6, 710 ° C wyżarzanie 20 min. 6 analiza morfologii pęknięciaPo (a, b) ε = 1,6 powierzchnia pęknięcia dwóch części pęknięcia część jest w tej samej pozycji. (c, d) Wykres CLSM odpowiadający (a, b) Rys.7 Wygląd końcówki pęknięcia stali nierdzewnej DPD 316L o ε = 1,6 (a) Morfologia końcówki pęknięcia stali nierdzewnej DPD 316L z ε = 1,6 (b) Powiększony widok pudełka b na rysunku (a) (c) Powiększony widok pudełka c na rysunku (a) Rys. 8 Schemat ideowy propagacji pęknięć (a) Zarodkowanie wolnych miejsc i wzrost w matrycach nanokrystalicznych (b) Pęknięcia otaczają wiązkę nanotytanową, a wiązka nanotwinitowa utrudnia propagację pęknięć (c) Ściąganie wiązek nanopłytkowych i tworzenie się zarodków na ich wierzchołku (d) Wytworzyć pęknięcia ścinane w odległości od wiązek nano-bliźniaczych i ostatecznie opuścić nano-bliźniacze wiązki (e) Przekrój w kształcie wgłębienia, gdzie powierzchnia pęknięcia jest wklęsła i wypukła. 9 Krzywe odporności na pękanie i granicy plastycznościPodsumowanie Nano-bliźniacze nici odgrywają ważną rolę w tłumieniu tworzenia się pustych przestrzeni w matrycy nanokrystalicznej i poprawianiu właściwości mechanicznych. Jednocześnie nano-bliźniacze nici mogą tłumić propagację pęknięć i znacznie zwiększyć odporność na pękanie. Dzięki obróbce wyżarzania zmienne grube ziarna nanokrystaliczne przekształcają się w rekrystalizowane ziarna lub rekrystalizowane ziarna, a powstająca nano-podwójna wiązka może poprawić efekt hartowania. Granica plastyczności stali nano-bliźniaczej może osiągnąć 1 GPa, a odporność na kruche pękanie wynosi około 140 MPa m1 / 2. Odniesienie: Zachowanie się pęknięcia heterogenicznej nanostrukturalnej stali austenitycznej 316L z wiązkami nanotwinów (Acta Materialia, 2018, doi.org/10.1016/ j.actamat.2018.02.065).
Źródło: Meeyou Carbide