Acta Materialia: Comportamento alla frattura di acciaio inossidabile austenitico 316L nanostrutturato eterogeneo con fasci nanotwin

Introduzione L'acciaio inossidabile austenitico ha una buona resistenza alla corrosione e all'ossidazione, ma la sua forza è inferiore a 300 MPa, il che limita notevolmente l'applicazione dell'acciaio inossidabile austenitico nell'industria. Attualmente, è una misura efficace per rafforzare l'acciaio inossidabile austenitico tendendo plasticamente la dimensione del grano a submicron o addirittura nanometri. Tuttavia, l'incrudimento e l'uniformità della resistenza sono notevolmente ridotti a causa delle dislocazioni ad alta densità che si accumulano ai bordi gemelli e all'interno di piccoli grani. Allo stato attuale, il meccanismo di indurimento della frattura prodotto dai fasci nano gemelli non è ancora chiaro. Di recente, il professor Lu Lei (autore corrispondente) dello Shenyang Institute of Metals ha pubblicato l'ultimo risultato della ricerca "Comportamento della frattura dell'acciaio inossidabile austenitico 316L nanostrutturato eterogeneo con fasci nanotwin ” in Acta Materiali. In questo articolo, i ricercatori hanno testato la tenacità alla frattura di acciai inossidabili 316L nano gemellati ricotti a diverse temperature e diverse deformazioni plastiche, rivelando il meccanismo di indurimento del nano gemellaggio in matrici nanocristalline contro i danni e trovando il processo di trattamento termico più adatto. , in modo che la sua resistenza e tenacità ottengano la migliore corrispondenza. Figura 1 Diagramma schematico dei campioni utilizzati per la tenacità alla frattura e le prove di trazione Figura 2 Immagine TEM dell'acciaio inossidabile DPD 316L(a) Immagine TEM della sezione trasversale dell'acciaio inossidabile DMD 316L con ε = 1,6(b ) Gemelli deformati di dimensioni nanometriche(c) Matrice nano gemellare allungataFig.3 Immagine TEM in sezione trasversale di acciaio inossidabile DPD 316L con ε=1,6 per 20 min di ricottura a 720°CFigura 4 tenacità alla frattura(a) Curve carico-spostamento di DPD non trattato Acciaio inossidabile 316L a diverse deformazioni plastiche(b) Curve carico-spostamento dell'acciaio inossidabile DPD 316L ricotto a diverse temperature per ε = 1,6(c) La corrispondente curva di apertura della cricca integrale J in Fig. (a)(d) La corrispondente curva di apertura della cricca integrale J in Fig. (a)(d) Curva di apertura della cricca integrale J in Fig. (b) Figura 5 Immagine SEM della superficie di frattura del campione di acciaio inossidabile DPD 316L (a) ε = 0,4 (b) ε = 1,6 (c) ε = 1,6, 710 ° C ricottura 20 min Figura 6 analisi della morfologia della fratturaQuando (a,b)ε=1.6, la superficie di frattura di due parti della parte fratturata è i n nella stessa posizione.(c,d) Diagramma CLSM corrispondente a (a,b)Fig.7 Aspetto della punta della cricca dell'acciaio inossidabile DPD 316L con ε=1,6(a) Morfologia della punta della cricca dell'acciaio inossidabile DPD 316L con ε = 1,6 (b) Vista ingrandita del riquadro b nella figura (a)(c) Vista ingrandita del riquadro c nella figura (a)Fig. 8 Diagramma schematico della propagazione delle cricche(a) Nucleazione di posti liberi e crescita in matrici nanocristalline(b) Le crepe circondano il fascio di nanotitanio e il raggio nanogemellato ostruisce la propagazione delle cricche(c) I fasci nano gemelli vengono tirati e i posti liberi si nucleano alla loro punta(d) Producono crepe da taglio a distanza dai fasci nano gemelli e alla fine lasciano i fasci nano gemelli(e) Sezione a forma di fossetta dove la superficie della frattura è concava e convessaFig. 9 Curve di tenacità alla frattura e resistenza allo snervamentoSommarioI filamenti nano gemelli svolgono un ruolo importante nella soppressione della formazione di posti liberi nella matrice nanocristallina e nel miglioramento delle proprietà meccaniche. Allo stesso tempo, i nanofili gemelli possono sopprimere la propagazione delle cricche e aumentare notevolmente la resistenza alla frattura. Attraverso il trattamento di ricottura, i grani di nanocristalli grezzi variabili si trasformano in grani ricristallizzati o grani ricristallizzati e il risultante raggio nano gemello può migliorare l'effetto di indurimento. La resistenza allo snervamento dell'acciaio nano gemellato può raggiungere 1 GPa e la tenacità alla frattura è di circa 140 MPa m1/2. Riferimento: comportamento alla frattura di acciaio inossidabile austenitico 316L nanostrutturato eterogeneo con fasci nanotwin (Acta Materialia, 2018, doi.org/10.1016/ j.actamat.2018.02.065).
Fonte: Meeyou Carbide