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。

进行了一个实验，将和谐结构控制应用于Fe-0.3mass％C碳钢。作为测试粉末，使用了FE-0.3C材料（C：0.317，SI：0.99，MN：1.00，P：0.006，S：0.005，NI：0.09，CR：0.13，FE：BAL：BAL：BAL。（MASS％））由气雾化制备。将粉末在200 rpm和180 ks的AR大气中进行机械铣削（MM）处理，并通过血浆放电烧结来巩固所得的MM粉末，以制备具有谐波结构（HS）的烧结物体。均匀的结构材料是通过烧结而无需铣削作为比较材料的。 SPS条件为1063K-3.6K持有，100MPA的烧结压力和真空（<5pa）。然后将所得的烧结体保持在γ区域，持续1063k-600s，然后在573k至873K的各种温度下进行水淬火，然后在各种温度下进行回火（气冷）。使用SEM和EBSD进行了MM粉末和烧结物体的结构观察，并通过拉伸测试（初始应变速率为5.6×10-4S-1）评估机械性能。结果，Fe-0.3C统一的结构材料变成了α+珍珠岩（P）结构。之后，通过淬火改变了α+α'的结构，但在壳截面中观察到α'相比核心截面中观察到的α'相，从而产生了与DP钢相似的结构。假定在烧结期间，由于促进了粉末表面的超铁颗粒区域的碳扩散而形成了高γ相的壳，并增加了γ相的成核位点的增加。由于对机械性能的评估，与均匀的结构材料相比，统一的结构材料在拉伸强度和韧性上都增加了，从而达到了高强度和高韧性。这被认为是因为连续γ相是通过促进壳中的γ变换在壳中形成的。