曹文全
,
徐海峰
,
张明达
,
董瀚
,
翁宇庆
钢铁
doi:10.13228/j.boyuan.issn0449-749x.20160081
鉴于能源短缺与高安全性要求，钢铁材料的低密度化与高强韧化成为高强钢的研发热点。大量报道证明，铝等元素合金化可以显著降低钢材密度，层状复合组织大幅度提高钢铁材料的韧性。在介绍国内外传统等轴晶粒高强韧钢、层状复合钢铁材料及低密度钢研发结果的基础上，提出了Fe-Al-Mn-C低密度双相钢的低中等合金质量分数（4%～12%）的合金化设计和高温铁素体和奥氏体的几何扁平化组织调控思路，制备出具有铁素体与马氏体相间排列的层片复合双相钢组织结构的高强韧钢研发思路。初步研究结果证明，层片双相钢的组织结构设计是可行的，实现了钢铁材料的高强度化（抗拉强度为1000～1500 MPa）、低密度化（6.5～7.5 g/cm3）和高韧性化（室温V型冲击韧性为200～400 J），突破了传统等轴结构材料的强韧化机制制约，形成了新型层状复合结构强韧化的钢铁材料研发方向。强调未来需要对层片双相钢材料进行深入研究，以实现对化学成分、层片组织结构参数与材料强度、韧性和材料密度关系的定量研究，深入探讨低密度层状双相钢的层状组织调控机制及其强韧化机理，为未来高强韧金属材料研发及应用开辟出创新发展方向。
关键词:
低密度钢
,
高强韧化
,
层状复合
,
热轧双相钢
,
结构材料
章小峰
,
杨浩
,
冷德平
,
张龙
,
黄贞益
,
陈光
机械工程材料
doi:10.11973/jxgccl201604019
利用Gleeble-3500型热模拟试验机,对铝质量分数分别为8%,10%,12%的三种铁-锰-铝-碳系低密度钢进行了不同变形温度(950~1150℃)及应变速率(0.01~1.0 s-1)下的压缩试验,研究了该低密度钢在高温下的塑性变形行为并观察了压缩变形前后的显微组织.结果表明:在950~1150℃,应变速率0.01~1.0 s-1下变形时,三种试验钢的流变应力对温度和应变速率均较敏感,流变应力随着应变速率的增加及变形温度的降低而提高;变形后,铝质量分数为12%的试验钢组织中铁素体呈带状,不连续地分布于奥氏体基体中;在相同应变速率下,其奥氏体与铁素体晶粒随着变形温度的升高逐渐长大,相同温度较高应变速率下的奥氏体与铁素体晶粒较细小;铝质量分数为12%试验钢的动态再结晶热变形激活能为592.437 kJ·mol-1,其Zener-Hollomon参数方程为Z=ε·exp(592.437/RT).
关键词:
低密度钢
,
铝含量
,
热变形行为
,
显微组织
冷德平
,
章小峰
,
曹燕
,
黄贞益
,
张龙
,
陈光
钢铁研究
doi:10.13228/j.b0yuan.issn1001-0963.20140445
为观察Fe-Mn-Al-C系高Al低密度钢在高温下的抗氧化性能,采用氧化增重法测定了4种合金在950～1100℃下的氧化动力学曲线.通过SEM观察氧化层形貌特征,利用线扫描能谱分析氧化后合金元素的变化,分析了28Mn-10Al合金氧化膜发生膨胀破裂的原因.结果表明,Al元素提高钢的抗氧化性,而Mn元素则降低Al的抗氧化性.抗氧化性较好的28Mn-12Al、20Mn-10Al合金表层未发现Fe的氧化,而氧化严重的28Mn-8Al合金氧化层Fe元素含量较高.28Mn-12Al合金抗氧化性最好,氧化膜的连续性及致密性优于其他3种合金,氧化物连续且晶粒细小,在氧化过程中具有一定的防护作用.
关键词:
Fe-Mn-Al-C钢
,
低密度钢
,
高温氧化
