低密度汽車鋼的顯微組織與氫脆性能
發(fā)布時間：2021-11-15 04:00
對比分析了不同Al含量低密度Fe-Mn-Al-C鋼的顯微組織和力學性能,研究了充氫時間和充氫電流密度對低密度Fe-Mn-Al-C鋼氫脆性能的影響。結果表明:熱軋8.9Al和12.2Al鋼的組織都為鐵素體、奧氏體和κ-碳化物,前者的奧氏體呈網(wǎng)狀,后者的鐵素體與奧氏體呈沿軋制方向的條帶狀;熱軋12.2Al鋼的強度高于8.9Al鋼,而斷后伸長率低于8.9Al鋼,8.9Al和12.2Al鋼的密度相較于純Fe密度分別降低了13.96%和15.63%;經(jīng)過10、30和60min充氫處理后,12.2Al鋼的抗拉強度和斷后伸長率均明顯降低,且都低于相同充氫時間下的8.9Al鋼;隨著充氫時間的延長,8.9Al和12.2Al鋼的斷后伸長率都呈逐漸降低的趨勢,而斷后伸長率損失呈逐漸升高的趨勢;在相同充氫時間下,8.9Al鋼的斷后伸長率損失遠小于12.2Al鋼,即8.9Al鋼相對12.2Al鋼的抗氫脆性能更好。
【文章來源】：上海金屬. 2020,42(04)北大核心
【文章頁數(shù)】：6 頁
【部分圖文】：
熱軋12.2Al鋼的顯微組織
熱軋8.9Al和12.2Al鋼的室溫拉伸性能結果如表2所示。對比分析可知，熱軋12.2Al鋼的屈強強度和抗拉強度相較于8.9Al鋼分別提高了12.0%和11.9%，斷口伸長率和強塑積相較于8.9Al鋼分別降低了24.5%和15.4%�？梢�，提高Fe-Mn-Al-C鋼中Al含量有助于提升鋼的強度，但對塑性產(chǎn)生不利影響。這主要是因為8.9Al鋼中含有相對較少的κ-碳化物，奧氏體晶粒尺寸較大，在保持較高強度的同時具有較高的塑性[8]，而12.2Al鋼中κ-碳化物含量較多且奧氏體晶粒尺寸較小，但是奧氏體和鐵素體呈帶狀分布，因此強度有所提高，而塑性相對較低。進一步采用阿基米德法[9]測得8.9Al和12.2Al鋼的密度分別為6.771 5和6.639 9 g/cm3，相較于純Fe的密度(7.87 g/cm3)分別降低了13.96%和15.63%，可見，F(xiàn)e-Mn-Al-C鋼具有較低密度的同時具有良好的強塑性。圖2 熱軋12.2Al鋼的顯微組織
對熱軋8.9Al和12.2Al鋼進行不同時間的充氫處理，充氫不同時間的Fe-Mn-Al-C鋼中氫含量變化曲線如圖3所示，電流密度為10 m A/cm2。對比分析可知，隨著充氫時間的延長，8.9Al鋼的氫含量呈先增加而后保持穩(wěn)定的趨勢，而12.2A鋼的氫含量呈逐漸增加的趨勢。在相同的充氫時間內(nèi)，12.2Al鋼的氫含量要高于8.9Al鋼，在充氫Fig.3 Variation in hydrogen contents of Fe-MnAl-C steels under different hydrogen charging times時間為60 min時8.9Al鋼的氫含量約為2.78μg/g，之后繼續(xù)延長充氫時間不會對8.9Al鋼的氫含量產(chǎn)生明顯影響，而12.2Al鋼的氫含量則表現(xiàn)為繼續(xù)增加的趨勢，這主要是由于不同成分的Fe-Mn-Al-C鋼的微觀組織和電化學性能不同，造成溶解度以及吸氫性能存在差異[10]。熱軋8.9Al和12.2Al鋼在不同電流密度下充氫處理后鋼中氫含量的變化曲線如圖4所示，充氫時間為60 min。對比分析可知，隨著電流密度的增大，8.9Al和12.2Al鋼的氫含量都呈現(xiàn)逐漸降低的趨勢，電流密度低于50 m A/cm2時氫含量降低速度較快。在相同電流密度下，12.2Al鋼的氫含量要高于8.9Al鋼，且在電流密度為100m A/cm2時，8.9Al和12.2Al鋼的氫含量分別為0.30和1.40μg/g。
【參考文獻】：
期刊論文
[1]高壓氫氣環(huán)境中δ鐵素體對304奧氏體不銹鋼氫脆敏感性的影響[J]. 蔡肖,施巧英,邢百匯,陳興陽,周成雙,張林. 機械工程材料. 2019(02)
[2]汽車輕量化用冷軋Fe-17Mn-0.05C高錳鋼拉伸性能和氫脆斷裂分析[J]. 方曉汾,王靜霞. 鍛壓技術. 2019(01)
[3]氫陷阱對鋼氫脆敏感性的影響[J]. 劉清華,唐慧文,斯庭智. 材料保護. 2018(11)
[4]應變速率對充氫SA508-III鋼氫脆敏感性的影響[J]. 劉家驊,王磊,王旭升,楊玉芳,崔君軍. 金屬熱處理. 2018(10)
[5]固溶溫度對Fe-22.8Mn-8.48Al-0.86C低密度鋼組織及性能的影響[J]. 周占明,唐荻,趙征志,袁洪濤,何青. 材料熱處理學報. 2017(09)
[6]Al含量對Fe-Mn-Al-C系低密度鋼層錯能及形變孿晶的影響[J]. 章小峰,冷德平,張龍,黃貞益,陳光. 材料熱處理學報. 2015(12)
[7]時效溫度對固溶態(tài)Fe-Mn-Al-C低密度鋼性能與析出相的影響[J]. 劉少尊,王春旭,厲勇,黃順喆,韓順,劉憲民. 金屬熱處理. 2015(11)
[8]新型汽車用鋼——低密度高強韌鋼的研究進展[J]. 張磊峰,宋仁伯,趙超,楊富強,秦帥,徐楊. 材料導報. 2014(19)
本文編號：3495986
【文章來源】：上海金屬. 2020,42(04)北大核心
【文章頁數(shù)】：6 頁
【部分圖文】：
熱軋12.2Al鋼的顯微組織
熱軋8.9Al和12.2Al鋼的室溫拉伸性能結果如表2所示。對比分析可知，熱軋12.2Al鋼的屈強強度和抗拉強度相較于8.9Al鋼分別提高了12.0%和11.9%，斷口伸長率和強塑積相較于8.9Al鋼分別降低了24.5%和15.4%�？梢�，提高Fe-Mn-Al-C鋼中Al含量有助于提升鋼的強度，但對塑性產(chǎn)生不利影響。這主要是因為8.9Al鋼中含有相對較少的κ-碳化物，奧氏體晶粒尺寸較大，在保持較高強度的同時具有較高的塑性[8]，而12.2Al鋼中κ-碳化物含量較多且奧氏體晶粒尺寸較小，但是奧氏體和鐵素體呈帶狀分布，因此強度有所提高，而塑性相對較低。進一步采用阿基米德法[9]測得8.9Al和12.2Al鋼的密度分別為6.771 5和6.639 9 g/cm3，相較于純Fe的密度(7.87 g/cm3)分別降低了13.96%和15.63%，可見，F(xiàn)e-Mn-Al-C鋼具有較低密度的同時具有良好的強塑性。圖2 熱軋12.2Al鋼的顯微組織
對熱軋8.9Al和12.2Al鋼進行不同時間的充氫處理，充氫不同時間的Fe-Mn-Al-C鋼中氫含量變化曲線如圖3所示，電流密度為10 m A/cm2。對比分析可知，隨著充氫時間的延長，8.9Al鋼的氫含量呈先增加而后保持穩(wěn)定的趨勢，而12.2A鋼的氫含量呈逐漸增加的趨勢。在相同的充氫時間內(nèi)，12.2Al鋼的氫含量要高于8.9Al鋼，在充氫Fig.3 Variation in hydrogen contents of Fe-MnAl-C steels under different hydrogen charging times時間為60 min時8.9Al鋼的氫含量約為2.78μg/g，之后繼續(xù)延長充氫時間不會對8.9Al鋼的氫含量產(chǎn)生明顯影響，而12.2Al鋼的氫含量則表現(xiàn)為繼續(xù)增加的趨勢，這主要是由于不同成分的Fe-Mn-Al-C鋼的微觀組織和電化學性能不同，造成溶解度以及吸氫性能存在差異[10]。熱軋8.9Al和12.2Al鋼在不同電流密度下充氫處理后鋼中氫含量的變化曲線如圖4所示，充氫時間為60 min。對比分析可知，隨著電流密度的增大，8.9Al和12.2Al鋼的氫含量都呈現(xiàn)逐漸降低的趨勢，電流密度低于50 m A/cm2時氫含量降低速度較快。在相同電流密度下，12.2Al鋼的氫含量要高于8.9Al鋼，且在電流密度為100m A/cm2時，8.9Al和12.2Al鋼的氫含量分別為0.30和1.40μg/g。
【參考文獻】：
期刊論文
[1]高壓氫氣環(huán)境中δ鐵素體對304奧氏體不銹鋼氫脆敏感性的影響[J]. 蔡肖,施巧英,邢百匯,陳興陽,周成雙,張林. 機械工程材料. 2019(02)
[2]汽車輕量化用冷軋Fe-17Mn-0.05C高錳鋼拉伸性能和氫脆斷裂分析[J]. 方曉汾,王靜霞. 鍛壓技術. 2019(01)
[3]氫陷阱對鋼氫脆敏感性的影響[J]. 劉清華,唐慧文,斯庭智. 材料保護. 2018(11)
[4]應變速率對充氫SA508-III鋼氫脆敏感性的影響[J]. 劉家驊,王磊,王旭升,楊玉芳,崔君軍. 金屬熱處理. 2018(10)
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[6]Al含量對Fe-Mn-Al-C系低密度鋼層錯能及形變孿晶的影響[J]. 章小峰,冷德平,張龍,黃貞益,陳光. 材料熱處理學報. 2015(12)
[7]時效溫度對固溶態(tài)Fe-Mn-Al-C低密度鋼性能與析出相的影響[J]. 劉少尊,王春旭,厲勇,黃順喆,韓順,劉憲民. 金屬熱處理. 2015(11)
[8]新型汽車用鋼——低密度高強韌鋼的研究進展[J]. 張磊峰,宋仁伯,趙超,楊富強,秦帥,徐楊. 材料導報. 2014(19)
本文編號：3495986
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