超快冷工艺制备的超高强度马氏体钢的显微组织和性能

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【作  者】 刘自权¹, 栗克建², 张龙柱¹, 李守华¹, 冯毅³, 曹鹏军²
【刊  名】 金属热处理
【出版日期】2024-02-25
【期  号】2024年 第49卷 第2期
【作者单位】
１．河钢集团邯钢公司 技术中心，河北 邯郸 ０５６０１５；
２．重庆科技大学 冶金与材料工程学院，重庆 ４０１３３１；
３．中国汽车工程研究院股份有限公司，重庆 ４０１１２２
【关键词】马氏体钢, 氢脆, 残留奥氏体, 氢陷阱, 第一性原理
【参考文献格式】刘自权, 栗克建, 张龙柱, 李守华, 冯毅, 曹鹏军. 超快冷工艺制备的超高强度马氏体钢的显微组织和性能[J]. 金属热处理, 2024, 49(2): 32-39.
【摘 要】利用超快冷工艺制备不同Mn添加量(1.01%、1.41%和1.74%,质量分数)的超高强度马氏体钢,采用XRD、SEM、EBSD、TEM等技术手段对比分析试验钢的原始奥氏体晶粒尺寸、高角度晶界比例、马氏体板条厚度和纳米析出相等显微组织差异,利用TDA技术分析了钢的抗氢脆性能,同时利用第一性原理研究钢中Cu析出相界面处的氢陷阱。结果表明,随着Mn添加量的增加,1500 MPa级马氏体钢的原始奥氏体晶粒尺寸均约为7 μm,但高Mn试样的马氏体板条更细、更密。第一性原理计算证明Cu与马氏体钢基体界面处可以形成良性氢陷阱,马氏体组织中大量的各类界面有助于在钢中形成更加分散的氢陷阱,氢在材料中就不容易局部聚集,从而降低材料氢脆断裂风险。基于超快冷工艺,Mn添加量增加可以实现1500 MPa级马氏体钢获得更多界面组织,微量的Cu析出也可以进一步提升材料的抗氢脆性能。