混粒化によるナノ鉄鋼材料の延性改善

通过混合晶粒提高纳米钢材料的延展性

基本信息

批准号：
17760572
负责人：
中田伸生
金额：
$ 0.9万
依托单位：
Kyushu University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
财政年份：
2005
资助国家：
日本
起止时间：
2005 至 2006
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-17760572/
关键词：
鉄鋼材料混粒化引張特性ナノ混粒

项目摘要

鉄鋼材料の機械的性質(強度-延性バランス)向上を目的に、公称粒径10〜100μmのIF鋼の引張り特性に及ぼす混粒組織の影響を調査した。その結果、組織中の粗大な結晶粒が降伏強度よりも低い応力で降伏(ミクロ降伏)しているにもかかわらず、その降伏強度は公称粒径と降伏強度の関係を表すHall-Petchの関係に従うことが明らかとなった。このことは、ミクロ降伏した結晶粒の割合がある一定値に達した時に、材料(試験片)が降伏(マクロ降伏)することを示しており、組織中に存在する粗大な結晶粒は、降伏強度の大きな低下因子と成らないことを意味している。そして、幾何学的な計算の結果、組織中の70〜80vol.%の結晶粒がミクロ降伏した時、マクロ降伏が生じることも予想された。一方、明瞭な挙動を把握することは出来なかったものの、組織の混粒化はマクロ降伏後の加工硬化や延性(伸び)に影響を及ぼすことが確認され、混粒化による機械的性質の向上が十分に期待できると考えられる。実際に、粒径0.3Fm以下の超微細粒組織を有するCuでは、混粒組織になることで強度が若干低下するものの延性が増大し、強度-延性バランスが大幅に改善されるとの報告がなされている(Yinmin Wang, Mingwei Chen, Fenghua Zhou and En Ma ; NATURE VOL419,(2002),p912)。通常の粒径レベルでは生じ得ないこのような顕著な特性変化が生じたことは、混粒化の影響は結晶粒が微細になるほど顕著になることを示唆している。したがって、微細粒領域における組織の混粒化の有効性については、今後さらに広範囲での詳細な再調査を実施し、明らかにされるべき事項であろう。

为了提高钢材的力学性能（强度-延展性平衡），我们研究了混合晶粒组织对标称晶粒尺寸为10至100μm的IF钢拉伸性能的影响。因此，即使结构中的粗晶粒在低于屈服强度的应力下屈服（微屈服），屈服强度仍由 Hall-Petch 关系决定，该关系表示名义晶粒尺寸与屈服强度之间的关系。很明显，它会随之而来。这表明，当微屈服晶粒的比例达到一定值时，材料（试件）产生屈服（宏观屈服），并且组织中存在的粗晶粒，这意味着它不会成为降低屈服强度的主要因素。的力量。根据几何计算的结果，预测当结构中70至80体积％的晶粒发生微屈服时，就会发生宏观屈服。另一方面，虽然无法清楚地理解其行为，但确认了混合晶粒组织对加工硬化和宏观屈服后的延展性（伸长率）产生影响，并且发现混合晶粒组织改善了机械性能。认为这是完全可以预料到的。事实上，据报道，在具有晶粒尺寸为0.3Fm以下的超细晶粒结构的Cu中，由于混合晶粒结构，强度略有下降，但延展性增加，并且强度-延展性平衡（王银民，陈明伟，周风华和马恩；NATURE VOL419，（2002），p912）。这种在正常晶粒尺寸水平下不可能发生的显着性能变化的发生表明，随着晶粒变得更细，晶粒混合的效果变得更加明显。因此，细晶区混晶结构的有效性有待今后进一步广泛而详细的重新检验来明确。