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北科大在超細晶高強鋼研究領域取得重要突破

2021-02-20 17:39    來源:中國鋼鐵新聞網(wǎng)

  近日,北京科技大學新金屬材料國家重點實驗室呂昭平教授團隊與英國謝菲爾德大學、美國國家標準與技術研究院及泰斯研究公�、鄭州大學等國內外科研機構合作,首次通過調控共格無序析出適時且持�(xù)的釘扎再結晶晶界遷移,獲得了具有高熱�(wěn)定性的超細晶TWIP�,強度及加工硬化同時提升,據(jù)此研�(fā)出一�僅通過簡單軋制和退火工藝即可獲得高性能超細晶鋼的工�(yè)化晶粒細化技�。該項超細晶高強鋼研究的重要突破�2021�2�10日以“Facile route to bulk ultrafine-grain steels for high strength and ductility”為題發(fā)表在國際學術刊物Natur��

  開發(fā)性能�(yōu)異并適合大規(guī)模生產的新型高強鋼可以實�(xiàn)交通裝備的輕型化,具有巨大的市場需�。孿晶鋼因其具有�(yōu)異的成形性能、抗拉強� �800-1000MPa)和均勻延展� (�50%)從而成為汽車輕型化設計的首選材�,但低的屈服強度嚴重制約工程應用。如何在保證其高加工硬化率、高塑韌性的同時大幅提升材料強度是交通裝備制造等國民�(jīng)濟領域面臨的關鍵問題�

  細晶強化是同步提升材料韌性和強度的重要手�。然�,由于孿晶鋼在冷卻過程中不具備固�(tài)相變,無法像低合金高強鋼一樣通過軋制和快速冷卻等工藝達到超細晶粒的目的,因此不得不采用等通道轉角擠壓、高壓扭轉等大塑性變形方法獲得超細晶。這些方法生產成本�、樣品尺寸小,而且細晶材料中通常含有高密度位�、空位等晶體缺陷,大大降低其均勻延展�,很難實�(xiàn)�(guī)?;a�

  此次研發(fā)的這種新型晶粒細化技術是通過微量Cu合金�,在再結晶過程中實現(xiàn)超細再結晶晶粒內部快�、大量共格無序析�,通過強烈而持�(xù)的Zener 釘扎抑制超細再結晶晶粒長大,從而實�(xiàn)工業(yè)化條件下獲得超細晶TWIP。該技術通過影響局部層錯能細化了超細晶TWIP鋼的機械孿晶,而晶內無序析出幾乎不釘扎位錯移動,從而在細化晶粒的同時進一步提升了TWIP鋼加工硬化能力。通過這一技術所得到的超細晶鋼屈服強度達�710MPa,抗拉強度高�2000MPa,同時均勻真應變超過�45%。該項技術具有一定的普適�,對其他合金體系的晶粒細化具有一定指導意��

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