研究人員通過簡化工藝獲得超細(xì)晶高強(qiáng)鋼

在汽車輕量化等應(yīng)用驅(qū)使下，科學(xué)家們對先進(jìn)高強(qiáng)鋼的追求越來越高。日前，來自中國、英國、美國的研究團(tuán)隊(duì)首次通過調(diào)控共格無序析出適時(shí)且持續(xù)的釘扎再結(jié)晶晶界遷移，獲得了具有高熱穩(wěn)定性的超細(xì)晶TWIP (孿晶誘導(dǎo)塑性)鋼，強(qiáng)度及加工硬化同時(shí)提升，據(jù)此研發(fā)出一種僅通過簡單軋制和退火工藝即可獲得高性能超細(xì)晶鋼的工業(yè)化晶粒細(xì)化技術(shù)。

這也就意味著，研究團(tuán)隊(duì)采用一種簡化工藝即獲得了高強(qiáng)韌超細(xì)晶奧氏體鋼。該項(xiàng)研究由北京科技大學(xué)新金屬材料國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室呂昭平教授團(tuán)隊(duì)與英國謝菲爾德大學(xué)、美國國家標(biāo)準(zhǔn)與技術(shù)研究院及泰斯研究公司、鄭州大學(xué)等國內(nèi)外科研機(jī)構(gòu)合作完成。

為解決超細(xì)晶奧氏體鋼的規(guī)模化制備的技術(shù)問題，上述研究團(tuán)隊(duì)研發(fā)了一種新型晶粒細(xì)化技術(shù)，即通過微量Cu合金化，在再結(jié)晶過程中實(shí)現(xiàn)超細(xì)再結(jié)晶晶粒內(nèi)部快速、大量共格無序析出，通過強(qiáng)烈而持續(xù)的Zener釘扎抑制超細(xì)再結(jié)晶晶粒長大，從而實(shí)現(xiàn)工業(yè)化條件下獲得超細(xì)晶TWIP。結(jié)果顯示，該技術(shù)通過影響局部層錯(cuò)能細(xì)化了超細(xì)晶TWIP鋼的機(jī)械孿晶，而晶內(nèi)無序析出幾乎不釘扎位錯(cuò)移動(dòng)，從而在細(xì)化晶粒的同時(shí)進(jìn)一步提升了TWIP鋼加工硬化能力。通過這一技術(shù)所得到的超細(xì)晶鋼屈服強(qiáng)度達(dá)到710 MPa，抗拉強(qiáng)度高達(dá)2 000 MPa，同時(shí)均勻真應(yīng)變超過了45%。