金属学报

作者：杜瑜宾, 胡小锋, 张守清, 宋元元, 姜海昌, 戎利建

单位：1 中国科学院金属研究所中国科学院核用材料与安全评价重点实验室 沈阳 110016；2 中国科学技术大学材料科学与工程学院 沈阳 110016

关键词：HSLA钢,Cu,板条界面,元素偏聚,冲击功,

基金：国家重点研发计划项目(2016YFB0300601);国家重点研发计划项目(2017YFB1201302);辽宁省“兴辽英才计划”项目(XLYC1907143)

以不含Cu (0Cu)和含1.4%Cu (1.4Cu)的HSLA钢为研究对象，利用OM、SEM、EBSD等技术手段研究了Cu对HSLA合金钢显微组织的影响，利用APT表征了纳米富Cu团簇的析出特征，并通过拉伸和冲击实验测定了合金钢的力学性能。结果表明，淬火态Cu固溶在基体中，经回火后则以富Cu团簇的形式在基体和界面处析出。Cu对回火态HSLA合金钢的原始奥氏体晶粒尺寸、显微组织及有效晶粒尺寸均无明显影响，但对其强度和冲击功影响较大。1.4Cu钢经过450 ℃回火处理后获得最佳强化效果，其屈服强度比0Cu钢提升了143 MPa，此时1.4Cu钢的室温冲击功仅为24 J，断口以河流花样为主，其断裂方式为准解理脆性断裂；而0Cu钢的室温冲击功高达127 J，其断裂方式为韧窝的韧性断裂。APT实验结果表明，2种回火态合金钢的板条界面处均存在C、Cr、Ni、Mn元素的富集。与0Cu钢相比，1.4Cu钢的板条界面处存在大量富Cu团簇，从而导致较大的应力集中，有利于裂纹的萌生，并且板条界面处析出的富Cu团簇会排斥Mo元素，抑制了Mo元素在板条界处的偏聚，相对降低了板条界面处的结合强度，有利于裂纹沿板条界扩展。此外，富Cu团簇在强化基体的同时，也会降低基体的韧性，加快裂纹在基体内的扩展。因而，1.4Cu钢在获得最佳强化效果时其冲击性能较差。

来源：2020年第10期

《金属学报》期刊编辑部

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