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Study on deformation mechanisms of harmonic structure materials

调和结构材料变形机制研究

基本信息

批准号：
18H03847
负责人：
飴山惠
金额：
$ 28.79万
依托单位：
Ritsumeikan University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
财政年份：
2018
资助国家：
日本
起止时间：
2018-04-01 至 2019-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

調和組織制御をFe-0.3mass%C炭素鋼に適用した実験を実施した。供試粉末として、ガスアトマイズにより作製されたFe-0.3C材（C:0.317、Si：0.99、Mn：1.00、P：0.006、S：0.005、Ni：0.09、Cr：0.13、Fe: bal. (mass%)）を用いた。粉末をAr雰囲気中にて200rpm、180ksのメカニカルミリング(Mechanical Milling: MM)処理を施し、得られたMM 粉末をプラズマ放電焼結により固化成形し、調和組織（Harmonic Structure: HS）を有する焼結体を作製した。比較材としてミリングを施さずに焼結した均一組織材を作製した。SPS条件は、1063K-3.6ks保持、焼結圧力100MPa、真空中(＜5Pa)である。その後、得られた焼結体をγ域の1063K-600s保持してから水焼入れを行い、さらに、その後、573Kから873Kの種々の温度で1.8ksの焼戻し（空冷）を行った。MM 粉末および焼結体の組織観察はSEM、EBSDを用い、機械的特性は引張試験（初期ひずみ速度5.6×10-4s-1）により評価した。その結果、Fe-0.3C調和組織材は、α＋パーライト（P）組織となる。その後，焼入れによりα＋α’組織に変化するが、特に、Core部よりもShell部にα’相が多く観察され、DP鋼と類似した組織を呈した。これは、焼結時に粉末表層部の超微細粒領域での炭素の拡散の促進とγ相の核生成場所の増加のために、γ相割合が多いShellが形成されたと推測される。機械的性質を評価した結果、均一組織材と比較して、調和組織材では引張強さ、靭性ともに上昇しており、高強度と高靱性が両立した。Shellでのγ化促進によって連なったγ相がShellに形成されたためと考えられる。

Blending structure control Fe-0.3mass%C carbon steel Fe-0.3C (C:0.317, Si: 0.99, Mn: 1.00, P: 0.006, S: 0.005, Ni: 0.09, Cr: 0.13, Fe: bal. (mass%). The powder was sintered at 200rpm for 180ks. The sintered body was prepared by Mechanical Milling (MM). The comparison material was sintered and the uniform structure was prepared. SPS conditions: 1063K-3.6ks holding, sintering pressure 100MPa, vacuum (<5Pa). After the sintering, the sintered body was kept at 1063K-600s, and the temperature of the sintered body was kept at 573K-873K for 1.8 ks. The microstructure of MM powder and sintered body was observed by SEM, EBSD, mechanical characteristics and tensile test (initial velocity 5.6×10-4s-1). Results, Fe-0.3C harmonic structure material, α+(P) structure. After burning, the α+α 'organization is transformed into the α+α' organization, especially the α + α 'organization. This is due to the promotion of carbon dispersion in the ultrafine particle area of the powder surface during sintering, the increase of the nuclear formation site of the gamma phase, and the formation of multiple shells of the gamma phase. Mechanical properties are evaluated as a result, uniform texture is compared, uniform texture is improved, toughness is improved, high strength is improved, and the mechanical properties are improved. The shell is formed by the gamma transformation of the shell.