金属学报

作者：赵亚峰, 刘苏杰, 陈云, 马会, 马广财, 郭翼

单位：1中国科学院金属研究所 沈阳材料科学国家研究中心 沈阳 110016；2东北大学 材料科学与工程学院 沈阳 110819；3中国科学院金属研究所 沈阳 110016

关键词：铁素体-贝氏体双相钢,孔洞形核与生长,3D-EBSD,XCT,尺寸效应,

基金：国家自然科学基金项目(52201149);国家科技重大专项项目(J2019-VI-0019-0134);中国科学院战略性先导科技专项项目(XDC04000000);ERC CORREL-CT(695638)

利用多模态关联成像方法研究了铁素体-贝氏体双相钢韧性断裂过程中局部微结构对孔洞生长的影响。首先使用X射线CT成像技术，从宏观层面量化分析了变形过程中孔洞的生长，并定位典型孔洞的空间坐标。之后对选定的目标孔洞，采用等离子体聚焦离子束(PFIB)进行连续切片三维电子背散射衍射(3D-EBSD)扫描成像，从介观层面研究孔洞周围微观组织对孔洞形核与生长的影响。结果显示，夹杂物周围和贝氏体中均有孔洞形成。尽管有时促使大尺寸孔洞生长的应变比小尺寸孔洞处的应变更小，但相比于在小尺寸夹杂物或贝氏体中形核的孔洞，大尺寸夹杂物导致的孔洞体积更大。进一步对孔洞周围的位错密度研究显示，上述现象可能是由于不同尺寸的夹杂物周围应变梯度不同造成的。孔洞周围的位错密度与诱发孔洞的夹杂物尺寸成反比，存在明显的尺寸效应，表明影响孔洞生长的夹杂物存在一个临界尺寸。利用解析理论模型推测出夹杂物临界尺寸范围为1.85~2.86 µm，小于该临界尺寸的夹杂物诱发的孔洞，由于局部变形梯度效应，位错塞积会阻碍孔洞的生长。孔洞的生长是非均匀的且其形状表现出各向异性，孔洞生长形貌与周围晶粒的可变形性相关，可用晶粒尺寸加权的Schmid因子描述。

来源：2023年第5期

《金属学报》期刊编辑部

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