一種制備高強(qiáng)高韌IF鋼的新工藝.pdf

1、本文以改善納米結(jié)構(gòu)金屬材料的綜合力學(xué)性能出發(fā)，以商用IF鋼作為模型材料，通過設(shè)計(jì)一種全新的工藝，結(jié)合退火工藝制備了一種特殊的二元晶粒尺寸分布且包含有很多界面的不均勻L2層狀結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)展現(xiàn)出了優(yōu)異的高強(qiáng)度以及高延伸率的結(jié)合。我們通過將形變態(tài)的IF鋼以及退火態(tài)的IF鋼薄板交替疊層，先在較低溫度下采用熱壓工藝進(jìn)行預(yù)焊合，隨后采用室溫鍛壓工藝將熱壓焊合的多層板坯鍛壓至目標(biāo)尺寸，再結(jié)合不同時(shí)間不同溫度下的退火工藝來調(diào)控微觀組織。并利用光學(xué)顯微

2、鏡，背散射電子衍射，透射電子顯微鏡等表征手段對(duì)界面的焊合情況以及微觀組織的演變?cè)谶M(jìn)行了分析，用顯微硬度計(jì)以及萬能拉伸機(jī)對(duì)材料的力學(xué)性能做了測試。
　　本研究主要內(nèi)容包括：①采用熱壓焊合+鍛壓復(fù)合工藝以及隨后的退火工藝，成功制備了很特別的L2結(jié)構(gòu)（Layer+Lamellar）,這種結(jié)構(gòu)在較大的尺度的AR以及CR層（約100um）之間，組織是不均勻的，具體體現(xiàn)在層與層之間的界面兩層晶粒尺寸，織構(gòu)類型，小角度晶界比例等微觀組織上存在很

3、大差異；同時(shí)在單一的層里面，組織呈二元晶粒尺寸分布的層狀結(jié)構(gòu)（約10um）。②制備的CF態(tài)的細(xì)晶平均晶粒尺寸為116nm，粗晶平均晶粒尺寸為226nm，比其他SPD方法，比如ARB、ECAP/ECAE細(xì)化晶粒更為有效。③隨著退火溫度升高以及退火時(shí)間延長，AR層晶粒明顯長大，小角度晶界逐漸消失，α織構(gòu)逐漸轉(zhuǎn)變成γ織構(gòu)，到625℃退火1h后，小角度晶界基本完全消失，立方織構(gòu)完全轉(zhuǎn)變?yōu)榻z織構(gòu)。而CR層組織顯得非常穩(wěn)定，在不同溫度以及不同時(shí)間的

4、退火過程中，其織構(gòu)類型基本沒有發(fā)生轉(zhuǎn)變，小角度晶界也不容易消失掉，晶粒尺寸也比較細(xì)小。④575℃退火3h時(shí)，AR層中亞晶比例要高于CR層，結(jié)果使得AR層中局部取向差要高于CR層。隨著溫度的升高，由于CR層組織很穩(wěn)定，沒有太大變化，而AR層發(fā)生再結(jié)晶使小角度晶界比例大幅降低，晶粒也明顯長大。⑤L2結(jié)構(gòu)大幅提升了材料的綜合力學(xué)性能，這歸因于AR層以及CR之間的界面以及層狀結(jié)構(gòu)，由于這種結(jié)構(gòu)的組織不均勻性，導(dǎo)致了機(jī)械性能的不相容性，進(jìn)而產(chǎn)生了