κ-碳化物对低密度超细珠光体组织细化的影响

作者：张晨; 胡锋^*; 周杰; 周雯; 张东; 吴开明

来源：中国冶金, 2023, 33(05): 60-70.

DOI：10.13228/j.boyuan.issn1006-9356.20220901

• 低密度钢
• 超细珠光体
• κ-碳化物
• 组织转化
• 应变硬化

低密度钢已成为开发满足安全和节能要求材料的研究热点，为实现材料的轻量化，推动绿色发展，在超高强度珠光体桥索钢的合金设计中加入适量的轻质元素中Mn(质量分数为5%)和中Al(质量分数为5%)以降低材料密度，其理论计算密度由7.85 g/cm3降至6.81 g/cm3,降幅达13.2%。在相同珠光体等温处理(600℃-0.5 h和500℃-2.0 h)后，与传统珠光体钢相比，低密度珠光体钢抗拉强度和屈服强度显著提高，分别由(1 237±24) MPa提高到(1 247±37) MPa、(923±12) MPa提高到(1 171±34) MPa,伸长率稍微降低，由6.46%±0.20%降低到5.18%±0.06%,显微组织由传统的θ-珠光体(铁素体+渗碳体)转变为θ-珠光体和κ-珠光体(铁素体+渗碳体+κ-碳化物)。结果表明，添加适量的Al和Mn抑制C的扩散，提高珠光体的转变自由能，显著延缓珠光体的共析转变过程，同时超细珠光体的片层间距明显细化，团簇尺寸明显减小；促进了低密度珠光体钢中κ-碳化物的形成，其与位错的相互作用提高了材料的应变硬化，实现了超细珠光体桥索钢的低密度、超高强度的目标。

• 出版日期2023
• 单位材谷金带（佛山）金属复合材料有限公司; 武汉科技大学