對(duì)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(xué)性能,研究了充氫時(shí)間和充氫電流密度對(duì)低密度Fe-Mn-Al-C鋼氫脆性能的影響。結(jié)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(qiáng)度高于8.9Al鋼,而斷后伸長(zhǎng)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(qiáng)度和斷后伸長(zhǎng)率均明顯降低,且都低于相同充氫時(shí)間下的8.9Al鋼;隨著充氫時(shí)間的延長(zhǎng),8.9Al和12.2Al鋼的斷后伸長(zhǎng)率都呈逐漸降低的趨勢(shì),而斷后伸長(zhǎng)率損失呈逐漸升高的趨勢(shì);在相同充氫時(shí)間下,8.9Al鋼的斷后伸長(zhǎng)率損失遠(yuǎn)小于12.2Al鋼,即8.9Al鋼相對(duì)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

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【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(jié)果如表2所示。對(duì)比分析可知，熱軋12.2Al鋼的屈強(qiáng)強(qiáng)度和抗拉強(qiáng)度相較于8.9Al鋼分別提高了12.0%和11.9%，斷口伸長(zhǎng)率和強(qiáng)塑積相較于8.9Al鋼分別降低了24.5%和15.4%�？梢姡岣逨e-Mn-Al-C鋼中Al含量有助于提升鋼的強(qiáng)度，但對(duì)塑性產(chǎn)生不利影響。這主要是因?yàn)?.9Al鋼中含有相對(duì)較少的κ-碳化物，奧氏體晶粒尺寸較大，在保持較高強(qiáng)度的同時(shí)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(qiáng)度有所提高，而塑性相對(duì)較低。進(jìn)一步采用阿基米德法[9]測(cè)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(shí)具有良好的強(qiáng)塑性。圖2 熱軋12.2Al鋼的顯微組織

對(duì)熱軋8.9Al和12.2Al鋼進(jìn)行不同時(shí)間的充氫處理，充氫不同時(shí)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(duì)比分析可知，隨著充氫時(shí)間的延長(zhǎng)，8.9Al鋼的氫含量呈先增加而后保持穩(wěn)定的趨勢(shì)，而12.2A鋼的氫含量呈逐漸增加的趨勢(shì)。在相同的充氫時(shí)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(shí)間為60 min時(shí)8.9Al鋼的氫含量約為2.78μg/g，之后繼續(xù)延長(zhǎng)充氫時(shí)間不會(huì)對(duì)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(shì)，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(xué)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(shí)間為60 min。對(duì)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(shì)，電流密度低于50 m A/cm2時(shí)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(shí)，8.9Al和12.2Al鋼的氫含量分別為0.30和1.40μg/g。

【參考文獻(xiàn)】：
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