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德国马普所《Scripta Mater》:中锰钢临界退火的奥

发布时间:2022-08-01 来源:华体会官方app下载 作者:华体会app信誉好9

  原标题:德国马普所《Scripta Mater》:中锰钢临界退火的奥氏体长大机制!

  众所周知,材料中晶界(GB)和位错可以作为快速扩散通道。这些通道对中锰钢(3-12wt.% Mn)临界退火期间奥氏体的生长具有直接影响。最近的研究揭示了锰向铁素体GBs的偏析是退火过程中奥氏体形核的重要途径。奥氏体生长是通过奥氏体铁素体相界向铁素体移动来实现的。一般情况下,奥氏体在相界处的平衡锰浓度大于铁素体。奥氏体生长的动力学是由锰在铁素体中的扩散速率决定的,由于临界退火温度通常≤0.5Tmelt,在bcc铁素体中,体扩散也非常缓慢,推断GB和位错在溶质迁移中发挥关键作用。然而,这些快速通道在奥氏体生长中的作用机制还不够清晰。

  研究发现靠近相界处,铁素体晶粒α3中锰的浓度约为10%,但α2只有约4%。锰在靠近GB和相界的铁素体α2区域中浓度逐渐衰竭,而在远离GB和相界的α2晶粒区域,锰含量达到了与铁素体晶粒α3相似的水平。铁素体α2中相界处观察到的锰浓度(约4%)与根据热力学计算估计的450℃时平衡锰浓度相匹配。奥氏体优先向α2铁素体晶粒生长,而奥氏体向α3铁素体晶粒中没有明显的生长。这可以解释为铁素体(α3)-奥氏体(γ)界面共格而铁素体(α2)-奥氏体(γ)界面非共格。共格相界的形成降低了奥氏体非均相形核的激活能。这种共格相界(铁素体(α3)-奥氏体)的迁移是界面控制的,所以迁移率低。相反,具有非KS取向关系的非共格相界面(铁素体(α2)-奥氏体)能量和迁移率较高,其中迁移受扩散控制。在扩散控制生长中,靠近界面的铁素体中的锰浓度等于热力学计算得到的平衡锰浓度。

  综上所述,在奥氏体生长过程中,Mn的迁移和位错扩散具有显著作用。对于500℃退火6 h(IA500/6)的中锰钢,HAGB处形核的奥氏体晶粒尺寸比LAGB处的奥氏体大得多(25倍)。这是由于缺乏锰扩散和主要的GB扩散,在500℃下>,从APT结果中得到的直接证据表明,在IA450/2试样中,GB扩散和迁移是奥氏体生长过程中锰扩散的主要途径。本研究揭示了共格和非共格奥氏体-铁素体相界的迁移率和化学性质。本文为设计钢中锰的含量提供了理论依据。(文:破风)

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