Evaluation of the influence of B and Nb microalloying on the microstructure and strength of 18% Ni maraging steels (C350) using hardness, spherical indentation and tensile tests
Evaluation of the influence of B and Nb microalloying on the microstructure and strength of 18% Ni maraging steels (C350) using hardness, spherical indentation and tensile tests
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DOI：
10.1016/j.actamat.2021.117071
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发表时间：
2021
期刊：
影响因子：
9.4
通讯作者：
Kalidindi, Surya R.
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Parvinian, Sepideh;Sievers, Daniel E.;Garmestani, Hamid;Kalidindi, Surya R.
含有极少量 B 和/或 Nb 的微合金钢有望提高其机械性能。在目前的工作中，我们设计并进行了实验分析，以评估微合金化 18% Ni 马氏体时效钢与少量 B 和 Nb 的优点。实验包括合成具有所需成分的小体积材料（标记为基础合金、合金 I 和合金 II）、时效热处理以及结合维氏硬度、球形压痕应力应变方案和标准化拉伸测试进行机械性能评估。使用 SEM/EDS、EBSD 和 X 射线衍射 (XRD) 研究了合金的微观结构。这项研究的结果表明，含有 B 和 Nb 的微合金钢延缓了沉淀物的粗化，并在时效过程中较长的暴露时间内保持其峰值时效强度。此外，将硬度和球形压痕应力应变协议的估计值与标准化拉伸试验进行比较表明，球形压痕协议以显着较低的成本和工作量提供了高度可靠的拉伸屈服强度估计值。这项研究证实了利用球形压痕应力应变协议快速探索材料成分和工艺空间的可行性。
Microalloyed steels with very small amounts of B and/or Nb are expected to enhance their mechanical properties. In the present work, we have designed and conducted experimental assays for evaluating the merits of microalloying 18% Ni maraging steels with small amounts of B and Nb. The experiments included the synthesis of small volumes of material with the desired compositions (labeled base alloy, alloy I, and alloy II), aging heat treatments, and mechanical property evaluation using a combination of Vickers hardness, spherical indentation stress-strain protocols, and standardized tensile tests. The microstructures of the alloys were studied using SEM/EDS, EBSD, and X-ray diffraction (XRD). The results of this study have demonstrated that the microalloyed steels with B and Nb delayed the coarsening of precipitates and retained their peak aged strength over longer exposure times in the aging process. Furthermore, comparing the estimates from hardness and the spherical indentation stress-strain protocols with the standardized tensile tests indicated that the spherical indentation protocols provided highly reliable estimates of the tensile yield strengths at significantly lower cost and effort. This study has confirmed the viability of utilizing the spherical indentation stress-strain protocols for the rapid exploration of materials composition and process spaces.
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