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低晶格失配及高沉积密度纳米相造就的超强钢
发布时间:2018-07-10 08:43:48发布者:Admin新闻种类:前沿动态

通过组分调整及时效处理得到具有极高纳米相沉积密度的超强钢,其强度可达2.2GPa,断裂伸长率达到8.2%。如图1。

图1

通过Mo,Nb及Al等元素的添加令钢的体心立方晶格常数膨胀至0.2881nm(时效后基底晶格常数为0.2877),而Fe元素部分取代NiAl金属间化合物中的Al位,令其晶格常数由0.2887nm收缩至0.2882nm;从而在时效处理过程中析出的 Ni(Al,Fe)化合物与基底的晶格常数极为接近,晶格失配度仅为0.03%±0.04%,从而极大降低界面应变,降低形核能垒,从而造成极大的形核密度(3.7×1024m-3,其密度为传统马氏体时效钢的数倍),如图2。

图2

沉淀纳米相的粗化过程由长程扩散控制(如图3),因此,纳米相不易长大。同时,纳米相的形成需要排出Mo原子,且Mo元素在基底中的扩散速率较低,因此,也成为纳米相粗化的瓶颈。

图3

由于纳米相/基底晶格失配极小,因而其强化机制无法以位错与界面的相互作用进行解释;其强化机制应源于位错滑移切割纳米相时化学有序效应对位错的阻碍作用以及模量时效硬化。

来源:S Jiang, H Wang, Y Wu, X Liu, H Chen. Ultrastrong steel via minimal lattice misfit and high-density nanoprecipitation, nature, 2017, 544(2), 460.

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