中厚板表层超细晶对止裂性能的影响

分类： 材料科学 >> 材料科学（综合） 提交时间： 2017-03-31 合作期刊: 《金属学报》

马江南 陈沛 张利娟 查小琴 郑国华 赵阳

摘要： 研究了返温轧制(TRRP)中厚钢板表层的组织特征及其对止裂性能的影响。力学性能测试结果表明，与传统的控轧控冷(TMCP)钢相比，TRRP钢表层的韧、塑性较好，韧脆转变温度低至-100 ℃，而在1/4厚度处，两者性能差异不大。显微组织分析表明，TRRP钢表层组织为等轴状铁素体晶粒+弥散分布的马氏体-奥氏体(MA)组元，晶粒等效直径约2 μm。通过数值模拟分析了TRRP工艺中间坯温度场的变化，发现中间坯冷却时，表层被冷却到相变温度以下，形成以贝氏体为主的组织，返温后轧制，表层组织发生动态再结晶形成超细晶。示波冲击测试表明，TRRP钢表层试样启裂后，载荷-位移曲线斜率绝对值(k)由0.66降低到0.27，与止裂相关的冲击吸收功达到44.3 J，断口表层组织有明显的塑性变形，吸收了裂纹扩展的能量，有效地抑制了裂纹扩展。晶粒取向分析表明，TRRP钢表层超细晶粒取向呈随机分布，晶界角度平均值和大角度晶界(＞15°)比例分别达到32.8°和69.8%，能够有效阻碍裂纹扩展。使用纳米压痕分析了实验钢的硬度，TRRP钢表层的纳米压痕硬度统计分布集中在2 GPa以下，组织特征为少量的硬质相弥散分布在较软的铁素体基体上，相界面处萌生的裂纹在基体中不易扩展。

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