Acta Materialia: Comportamento de fratura de aço inoxidável austenítico 316L nanoestruturado heterogêneo com feixes de nanotwin

IntroduçãoO aço inoxidável austenítico tem boa resistência à corrosão e à oxidação, mas sua resistência é inferior a 300 MPa, o que limita muito a aplicação do aço inoxidável austenítico na indústria. Atualmente, é uma medida eficaz fortalecer o aço inoxidável austenítico, deformando plasticamente o tamanho do grão para submícrons ou mesmo nanômetros. No entanto, o endurecimento por deformação e a uniformidade de resistência são bastante reduzidos devido às discordâncias de alta densidade que se acumulam nos limites gêmeos e dentro de grãos pequenos. Atualmente, o mecanismo de tenacidade à fratura produzido por feixes nanogêmeos ainda não está claro.Recentemente, o professor Lu Lei (autor correspondente) do Instituto de Metais de Shenyang publicou o último resultado da pesquisa “Comportamento de fratura de aço inoxidável austenítico 316L nanoestruturado heterogêneo com feixes nanogêmeos ”Em Acta Materialia. Neste artigo, os pesquisadores testaram a tenacidade à fratura de aços inoxidáveis 316L nano geminados recozidos em diferentes temperaturas e diferentes deformações plásticas, revelando o mecanismo de tenacidade da nano geminação em matrizes nanocristalinas contra danos e encontrando o processo de tratamento térmico mais adequado. , para que sua resistência e tenacidade obtenham a melhor correspondência.Figura 1 Diagrama esquemático de amostras usadas para tenacidade à fratura e testes de traçãoFigura 2 Imagem TEM do aço inoxidável DPD 316L (a) Imagem TEM da seção transversal do aço inoxidável DMD 316L com ε = 1,6 (b ) Gêmeos deformados de tamanho nanométrico (c) Matriz nanogêmea alongadaFig.3 Imagem TEM de seção transversal de aço inoxidável DPD 316L com ε = 1,6 para recozimento de 20 min a 720 ° CFigura 4 resistência à fratura (a) Curvas de carga-deslocamento de DPD não tratado Aço inoxidável 316L em diferentes deformações plásticas (b) Curvas de deslocamento de carga do aço inoxidável DPD 316L recozido em diferentes temperaturas para ε = 1,6 (c) A curva de abertura de trinca integral J correspondente na Fig. Curva de abertura de trinca integral J na Fig. (b) Figura 5 Imagem SEM da superfície de fratura da amostra de aço inoxidável DPD 316L (a) ε = 0,4 (b) ε = 1,6 (c) ε = 1,6, recozimento a 710 ° C 20 minFigura 6 análise da morfologia da fraturaQuando (a,b)ε=1,6, a superfície de fratura de duas partes da parte fraturada está na mesma posição. (c,d) Diagrama CLSM correspondente a (a,b)Fig.7 Aparência da ponta da trinca do DPD Aço inoxidável 316L com ε = 1,6 (a) Morfologia da ponta da trinca do aço inoxidável DPD 316L com ε = 1,6 (b) Vista ampliada da caixa b na Figura (a) (c) Vista ampliada da caixa c na Figura (a) Fig . 8 Diagrama esquemático da propagação de fissuras (a) Nucleação de vagas e crescimento em matrizes nanocristalinas (b) Rachaduras circundam o feixe de nanotitânio e o feixe nanotitânico obstrui a propagação de fissuras (c) Feixes nanogêmeos são puxados e as vagas nucleam em sua ponta (d) Produz fissuras de cisalhamento a uma distância dos feixes nanogêmeos e eventualmente deixa os feixes nanogêmeos (e) Seção em forma de covinha onde a superfície de fratura é côncava e convexaFig. 9 Tenacidade à fratura e curvas de limite de escoamento Resumo Os nano fios gêmeos desempenham um papel importante na supressão da formação de vagas na matriz nanocristalina e na melhoria das propriedades mecânicas. Ao mesmo tempo, os nano fios gêmeos podem suprimir a propagação de trincas e aumentar significativamente a resistência à fratura. Através do tratamento de recozimento, os grãos nanocristais grosseiros variáveis se transformam em grãos recristalizados ou grãos recristalizados, e o feixe nanogêmeo resultante pode melhorar o efeito de endurecimento. A resistência ao escoamento do aço nano geminado pode atingir 1 GPa, e a tenacidade à fratura é de cerca de 140 MPa m1/2.Referência: Comportamento de fratura de aço inoxidável austenítico 316L nanoestruturado heterogêneo com feixes nanotwin (Acta Materialia, 2018, doi.org/10.1016/ j.actamat.2018.02.065).
Fonte: Meeyou Carbide