低密度汽车钢的显微组织与氢脆性能
发布时间：2021-11-15 04:00
对比分析了不同Al含量低密度Fe-Mn-Al-C钢的显微组织和力学性能,研究了充氢时间和充氢电流密度对低密度Fe-Mn-Al-C钢氢脆性能的影响。结果表明:热轧8.9Al和12.2Al钢的组织都为铁素体、奥氏体和κ-碳化物,前者的奥氏体呈网状,后者的铁素体与奥氏体呈沿轧制方向的条带状;热轧12.2Al钢的强度高于8.9Al钢,而断后伸长率低于8.9Al钢,8.9Al和12.2Al钢的密度相较于纯Fe密度分别降低了13.96%和15.63%;经过10、30和60min充氢处理后,12.2Al钢的抗拉强度和断后伸长率均明显降低,且都低于相同充氢时间下的8.9Al钢;随着充氢时间的延长,8.9Al和12.2Al钢的断后伸长率都呈逐渐降低的趋势,而断后伸长率损失呈逐渐升高的趋势;在相同充氢时间下,8.9Al钢的断后伸长率损失远小于12.2Al钢,即8.9Al钢相对12.2Al钢的抗氢脆性能更好。
【文章来源】：上海金属. 2020,42(04)北大核心
【文章页数】：6 页
【部分图文】：
热轧12.2Al钢的显微组织
热轧8.9Al和12.2Al钢的室温拉伸性能结果如表2所示。对比分析可知，热轧12.2Al钢的屈强强度和抗拉强度相较于8.9Al钢分别提高了12.0%和11.9%，断口伸长率和强塑积相较于8.9Al钢分别降低了24.5%和15.4%。可见，提高Fe-Mn-Al-C钢中Al含量有助于提升钢的强度，但对塑性产生不利影响。这主要是因为8.9Al钢中含有相对较少的κ-碳化物，奥氏体晶粒尺寸较大，在保持较高强度的同时具有较高的塑性[8]，而12.2Al钢中κ-碳化物含量较多且奥氏体晶粒尺寸较小，但是奥氏体和铁素体呈带状分布，因此强度有所提高，而塑性相对较低。进一步采用阿基米德法[9]测得8.9Al和12.2Al钢的密度分别为6.771 5和6.639 9 g/cm3，相较于纯Fe的密度(7.87 g/cm3)分别降低了13.96%和15.63%，可见，Fe-Mn-Al-C钢具有较低密度的同时具有良好的强塑性。图2 热轧12.2Al钢的显微组织
对热轧8.9Al和12.2Al钢进行不同时间的充氢处理，充氢不同时间的Fe-Mn-Al-C钢中氢含量变化曲线如图3所示，电流密度为10 m A/cm2。对比分析可知，随着充氢时间的延长，8.9Al钢的氢含量呈先增加而后保持稳定的趋势，而12.2A钢的氢含量呈逐渐增加的趋势。在相同的充氢时间内，12.2Al钢的氢含量要高于8.9Al钢，在充氢Fig.3 Variation in hydrogen contents of Fe-MnAl-C steels under different hydrogen charging times时间为60 min时8.9Al钢的氢含量约为2.78μg/g，之后继续延长充氢时间不会对8.9Al钢的氢含量产生明显影响，而12.2Al钢的氢含量则表现为继续增加的趋势，这主要是由于不同成分的Fe-Mn-Al-C钢的微观组织和电化学性能不同，造成溶解度以及吸氢性能存在差异[10]。热轧8.9Al和12.2Al钢在不同电流密度下充氢处理后钢中氢含量的变化曲线如图4所示，充氢时间为60 min。对比分析可知，随着电流密度的增大，8.9Al和12.2Al钢的氢含量都呈现逐渐降低的趋势，电流密度低于50 m A/cm2时氢含量降低速度较快。在相同电流密度下，12.2Al钢的氢含量要高于8.9Al钢，且在电流密度为100m A/cm2时，8.9Al和12.2Al钢的氢含量分别为0.30和1.40μg/g。
【参考文献】：
期刊论文
[1]高压氢气环境中δ铁素体对304奥氏体不锈钢氢脆敏感性的影响[J]. 蔡肖,施巧英,邢百汇,陈兴阳,周成双,张林. 机械工程材料. 2019(02)
[2]汽车轻量化用冷轧Fe-17Mn-0.05C高锰钢拉伸性能和氢脆断裂分析[J]. 方晓汾,王静霞. 锻压技术. 2019(01)
[3]氢陷阱对钢氢脆敏感性的影响[J]. 刘清华,唐慧文,斯庭智. 材料保护. 2018(11)
[4]应变速率对充氢SA508-III钢氢脆敏感性的影响[J]. 刘家骅,王磊,王旭升,杨玉芳,崔君军. 金属热处理. 2018(10)
[5]固溶温度对Fe-22.8Mn-8.48Al-0.86C低密度钢组织及性能的影响[J]. 周占明,唐荻,赵征志,袁洪涛,何青. 材料热处理学报. 2017(09)
[6]Al含量对Fe-Mn-Al-C系低密度钢层错能及形变孪晶的影响[J]. 章小峰,冷德平,张龙,黄贞益,陈光. 材料热处理学报. 2015(12)
[7]时效温度对固溶态Fe-Mn-Al-C低密度钢性能与析出相的影响[J]. 刘少尊,王春旭,厉勇,黄顺喆,韩顺,刘宪民. 金属热处理. 2015(11)
[8]新型汽车用钢——低密度高强韧钢的研究进展[J]. 张磊峰,宋仁伯,赵超,杨富强,秦帅,徐杨. 材料导报. 2014(19)
本文编号：3495986
【文章来源】：上海金属. 2020,42(04)北大核心
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【部分图文】：
热轧12.2Al钢的显微组织
热轧8.9Al和12.2Al钢的室温拉伸性能结果如表2所示。对比分析可知，热轧12.2Al钢的屈强强度和抗拉强度相较于8.9Al钢分别提高了12.0%和11.9%，断口伸长率和强塑积相较于8.9Al钢分别降低了24.5%和15.4%。可见，提高Fe-Mn-Al-C钢中Al含量有助于提升钢的强度，但对塑性产生不利影响。这主要是因为8.9Al钢中含有相对较少的κ-碳化物，奥氏体晶粒尺寸较大，在保持较高强度的同时具有较高的塑性[8]，而12.2Al钢中κ-碳化物含量较多且奥氏体晶粒尺寸较小，但是奥氏体和铁素体呈带状分布，因此强度有所提高，而塑性相对较低。进一步采用阿基米德法[9]测得8.9Al和12.2Al钢的密度分别为6.771 5和6.639 9 g/cm3，相较于纯Fe的密度(7.87 g/cm3)分别降低了13.96%和15.63%，可见，Fe-Mn-Al-C钢具有较低密度的同时具有良好的强塑性。图2 热轧12.2Al钢的显微组织
对热轧8.9Al和12.2Al钢进行不同时间的充氢处理，充氢不同时间的Fe-Mn-Al-C钢中氢含量变化曲线如图3所示，电流密度为10 m A/cm2。对比分析可知，随着充氢时间的延长，8.9Al钢的氢含量呈先增加而后保持稳定的趋势，而12.2A钢的氢含量呈逐渐增加的趋势。在相同的充氢时间内，12.2Al钢的氢含量要高于8.9Al钢，在充氢Fig.3 Variation in hydrogen contents of Fe-MnAl-C steels under different hydrogen charging times时间为60 min时8.9Al钢的氢含量约为2.78μg/g，之后继续延长充氢时间不会对8.9Al钢的氢含量产生明显影响，而12.2Al钢的氢含量则表现为继续增加的趋势，这主要是由于不同成分的Fe-Mn-Al-C钢的微观组织和电化学性能不同，造成溶解度以及吸氢性能存在差异[10]。热轧8.9Al和12.2Al钢在不同电流密度下充氢处理后钢中氢含量的变化曲线如图4所示，充氢时间为60 min。对比分析可知，随着电流密度的增大，8.9Al和12.2Al钢的氢含量都呈现逐渐降低的趋势，电流密度低于50 m A/cm2时氢含量降低速度较快。在相同电流密度下，12.2Al钢的氢含量要高于8.9Al钢，且在电流密度为100m A/cm2时，8.9Al和12.2Al钢的氢含量分别为0.30和1.40μg/g。
【参考文献】：
期刊论文
[1]高压氢气环境中δ铁素体对304奥氏体不锈钢氢脆敏感性的影响[J]. 蔡肖,施巧英,邢百汇,陈兴阳,周成双,张林. 机械工程材料. 2019(02)
[2]汽车轻量化用冷轧Fe-17Mn-0.05C高锰钢拉伸性能和氢脆断裂分析[J]. 方晓汾,王静霞. 锻压技术. 2019(01)
[3]氢陷阱对钢氢脆敏感性的影响[J]. 刘清华,唐慧文,斯庭智. 材料保护. 2018(11)
[4]应变速率对充氢SA508-III钢氢脆敏感性的影响[J]. 刘家骅,王磊,王旭升,杨玉芳,崔君军. 金属热处理. 2018(10)
[5]固溶温度对Fe-22.8Mn-8.48Al-0.86C低密度钢组织及性能的影响[J]. 周占明,唐荻,赵征志,袁洪涛,何青. 材料热处理学报. 2017(09)
[6]Al含量对Fe-Mn-Al-C系低密度钢层错能及形变孪晶的影响[J]. 章小峰,冷德平,张龙,黄贞益,陈光. 材料热处理学报. 2015(12)
[7]时效温度对固溶态Fe-Mn-Al-C低密度钢性能与析出相的影响[J]. 刘少尊,王春旭,厉勇,黄顺喆,韩顺,刘宪民. 金属热处理. 2015(11)
[8]新型汽车用钢——低密度高强韧钢的研究进展[J]. 张磊峰,宋仁伯,赵超,杨富强,秦帅,徐杨. 材料导报. 2014(19)
本文编号：3495986
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