显微组织对新型热轧纳米析出强化钢断裂韧性的影响

金属学报, 2013, 49(12): 1501-1507. doi: 10.3724/SP.J.1037.2013.00349

显微组织对新型热轧纳米析出强化钢断裂韧性的影响

孙茜 ^1, , 王晓南 ^2, , 章顺虎 ^3, , 杜林秀 ^4, , 邸洪双 ^5,

1.沈阳飞机工业(集团)有限公司,沈阳,110034

2.苏州大学沙钢钢铁学院,苏州,215021

3.苏州大学沙钢钢铁学院,苏州,215021

4.东北大学轧制技术及连轧自动化国家重点实验室,沈阳,110819

5.东北大学轧制技术及连轧自动化国家重点实验室,沈阳,110819

基金项目: National Natural Science Foundation of China(51305285) National Basic Research Program of China(2011CB606306-2) 国家重点基础研究发展计划项目2011CB606306-2,国家自然科学基金项目51305285和江苏省基础研究计划项目BK20130315资助 Basic Research Program of Jiangsu Province(BK20130315)

关键词：超高强钢 , 断裂韧性 , 显微组织 , 纳米析出

EFFECT OF MICROSTRUCTURE ON FRACTURE TOUGHNESS OF NEW TYPE HOT-ROLLED NANO-SCALE PRECIPITATION STRENGTHENING STEEL

Keywords： ultra-high strength steel , fracture toughness , microstructure , nano-scale precipitation

以抗拉强度700和780 MPa级新型热轧纳米析出强化钢为研究对象,通过裂纹尖端张开位移法实验评价其断裂韧性,探讨显微组织类型、大角度晶界、位错密度及纳米尺寸析出物对断裂韧性的影响机理.结果表明,实验温度为室温、-10和-30℃时,700 MPa级钢的条件启裂值δQ0.2BL和δ0.2均大于780 MPa级钢,700 MPa级钢的断裂韧性优于780 MPa级钢.700 MPa级钢与780 MPa级钢的显微组织差异主要包含4个方面:(1) 700 MPa级钢的显微组织以铁素体为主,而780 MPa级钢的显微组织以贝氏体铁素体为主;(2) 700 MPa级钢中的碳化物形态为颗粒状或短棒状,而780 MPa级钢中的碳化物以长条状为主;(3) 780 MPa级钢的位错密度显著高于700 MPa级钢;(4) 700和780 MPa级钢中的大角度晶界比例分别为85.6％和76.8％.因此,提高铁素体体积分数和大角度晶界比例、细化碳化物尺寸及降低位错密度可有效提高钢板的断裂韧性;700和780 MPa级钢显微组织中粗大析出物(Nb,Ti)CN及晶界析出物会使钢板韧性恶化,铁素体或贝氏体基体上半共格析出的纳米尺度(Nb,Ti)C对韧性损害较小.

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