金属学报

作者：柯于斌, 李彬, 段辉平

单位：1 散裂中子源科学中心 东莞 523803；2 中国科学院高能物理研究所 北京 100049；3 北京航空航天大学 材料科学与工程学院 北京 100191

关键词：AerMet100钢,纳米析出相,小角中子散射,核磁散射分离,纳米相化学成分,

基金：国家重点研发项目(2021YFB3501201);国家自然科学基金项目(12275154);广东省基础与应用基础研究基金项目(2021B1515140028);中国科学院青年创新促进会人才项目(2020010)

AerMet100超高强度钢以其优异的力学性能广泛应用于飞机起落架。其超高强度主要源于合金回火过程中产生的大量M2C型针状析出相的二次硬化作用。由于AerMet100高强钢中的纳米析出相与马氏体基体共格且尺寸细小，无法进行萃取，很难采用传统成像手段对其尺寸和成分进行准确表征。本工作结合TEM和XRD的观测结果，采用小角中子散射(SANS)技术分别对454、482、486和498℃回火5 h的AerMet100合金钢中M2C型针状析出相的尺寸、分布和含量进行了定量表征。通过在SANS实验时施加1.1 T横向磁场并对数据沿平行和垂直磁场方向按角度规约，实现了对数据的核、磁散射分离。对核散射曲线的模型拟合结果显示，合金中针状析出相平均长度为6~16 nm，平均直径为1~2 nm，针状碳化物相的体积分数随退火温度升高由0.54%逐渐提高至5.19%。磁散射数据得到的碳化物结构参数均大于核散射结果，说明在碳化物与马氏体基体相界面存在自旋错排的纳米磁畴区。此外，通过对碳化物和基体相中子核磁散射长度密度的对比计算，推断出针状碳化物的可能的化学组成和密度分别为：(Cr0.4Mo1.6)C和8.55 g/cm3。

来源：2024年第8期

《金属学报》期刊编辑部

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