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Fe-Mn-Al-C系奥氏体基低密度钢使役性能研究进展
1
作者 孔玲 王玉辉 +1 位作者 杨浩坤 彭艳 《机械工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第8期34-47,共14页
双碳战略催生轻量化材料和技术的蓬勃发展。作为最重要的结构材料之一,钢铁材料在国民经济发展中扮演重要角色。Fe-Mn-Al-C系钢具备优异的轻量化特征、耐腐蚀性、机械强度(抗拉强度600~2000 MPa)和塑性(伸长率30%~100%)匹配,引起国内外... 双碳战略催生轻量化材料和技术的蓬勃发展。作为最重要的结构材料之一,钢铁材料在国民经济发展中扮演重要角色。Fe-Mn-Al-C系钢具备优异的轻量化特征、耐腐蚀性、机械强度(抗拉强度600~2000 MPa)和塑性(伸长率30%~100%)匹配,引起国内外极大关注。其中,奥氏体基低密度钢在综合性能和加工方面具有显著优势,是汽车、交通、军事等领域结构件极具潜力的轻量化先进钢铁材料。对近年来国内外发表的Fe-Mn-Al-C系低密度钢典型使役性能进行总结和分析,着重聚焦其作为结构件应用中的“基本力学性能、加工成形性能和重要服役性能”等方面,综述Fe-Mn-Al-C系奥氏体基低密度钢使役过程中的力学行为、变形特征以及冲击、疲劳和腐蚀等使役评价,归纳阻碍该类钢作为结构件工业应用仍需突破的科学与技术问题,提出未来提高奥氏体基Fe-Mn-Al-C系低密度钢使役性能的重点方向和研究路径,以期为奥氏体基低密度钢作为结构件应用研究提供参考。 展开更多
关键词 奥氏体基低密度钢 Fe-Mn-Al-C 力学性能 成形性能 服役性能
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Mn20Al10奥氏体基低密度钢环-块摩擦磨损行为
2
作者 王萍 刘自强 +3 位作者 桂在涛 张宁飞 崔志强 黄贞益 《金属功能材料》 CAS 2023年第5期95-106,共12页
奥氏体基低密度钢在生产过程中易出现粗大的组织和成分偏析,可能会对该类钢的摩擦磨损性能不利,基于此,以具有高Mn、高Al和高C特征的真空感应熔炼和电渣重熔奥氏体基低密度钢Mn20Al10(20%Mn,10%Al和1.5%C,质量分数)为研究对象,研究了摩... 奥氏体基低密度钢在生产过程中易出现粗大的组织和成分偏析,可能会对该类钢的摩擦磨损性能不利,基于此,以具有高Mn、高Al和高C特征的真空感应熔炼和电渣重熔奥氏体基低密度钢Mn20Al10(20%Mn,10%Al和1.5%C,质量分数)为研究对象,研究了摩擦磨损工艺对该钢的摩擦磨损性能的影响。得出结论如下:感应熔炼锻板和电渣重熔锻板的磨损形式均主要为氧化磨损和磨粒磨损,在轻载和低转动速度时的磨损主要为磨粒磨损,重载和高转动速度条件下的磨损机制转化为氧化磨损,在相同的摩擦磨损条件下,电渣重熔锻板表层Al2O3含量较高,Al2O3在摩擦磨损过程中的润滑效果,以及电渣重熔锻板在较低载荷下的加工硬化显著高于感应熔炼锻板,使电渣重熔锻板在载荷为50~125N、转动速度为100~300r/min之间的磨损性能优于感应熔炼锻板。此外,随转速的增加,感应熔炼锻板和电渣重熔锻板的耐磨性能均逐渐提高;随载荷的增加,感应熔炼锻板和电渣重熔锻板的耐磨性能均先提高后降低。 展开更多
关键词 奥氏体基低密度钢 电渣重熔 环-块摩擦磨损 磨损性能
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150Mn20Al10奥氏体基低密度钢的流动海水腐蚀性能研究
3
作者 江雁 桂在涛 +1 位作者 杨凯 张宁飞 《安徽工业大学学报（自然科学版）》 CAS 2024年第1期25-36,共12页
针对奥氏体基低密度钢在真空感应熔炼中极易出现的晶粒长大等缺陷对其腐蚀性能产生不利的影响,以真空感应熔炼奥氏体基低密度钢150Mn20Al10(20%Mn,10%Al和1.5%C,质量分数)为研究对象,采用电渣重熔对感应熔炼铸坯进行重熔,并对电渣重熔... 针对奥氏体基低密度钢在真空感应熔炼中极易出现的晶粒长大等缺陷对其腐蚀性能产生不利的影响,以真空感应熔炼奥氏体基低密度钢150Mn20Al10(20%Mn,10%Al和1.5%C,质量分数)为研究对象,采用电渣重熔对感应熔炼铸坯进行重熔,并对电渣重熔前后的铸坯进行锻造。采用正交试验方案对真空感应熔炼锻棒、真空感应熔炼锻板和电渣重熔锻板3种试样进行海水模拟腐蚀试验,研究海水流速、腐蚀时间、pH和生产工艺等因素对钢150Mn20Al10海水腐蚀增重的影响;采用扫描电子显微镜(SEM)、能量色散谱仪(EDS)和X射线光电子能谱仪(XPS)对钢150Mn20Al10的宏微观形貌、组织结构及腐蚀产物进行表征分析。结果表明:影响真空感应熔炼锻棒、真空感应熔炼锻板和电渣重熔锻板腐蚀增重的主次因素为流速>时间>pH>生产工艺;相同海水流速条件下,电渣重熔锻板表面存在较多的Al_(2)O_(3),Fe_(3)O_(4)等产物,耐蚀性能优于真空感应熔炼锻棒和锻板;3种试样均以均匀腐蚀为主,局部发生少量的点蚀,电渣重熔锻板在流动海水腐蚀过程中的腐蚀速率比真空感应熔炼锻棒和锻板小,点蚀敏感性比真空感应熔炼锻板和锻棒弱。 展开更多
关键词 奥氏体基低密度钢 流动海水腐蚀 腐蚀性能 腐蚀机理
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锻态奥氏体基低密度钢的低温高速冲击力学行为 被引量：5
4
作者 王萍 黄华钦 +3 位作者 李翔 谢谦 侯清宇 黄贞益 《钢铁》 CAS CSCD 北大核心 2021年第3期111-119,共9页
为了评价锻态奥氏体基低密度钢在低温环境下抵抗高速冲击能力的大小,采用分离式霍普金森压杆(SHPB)试验装置对尺寸为φ3.94 mm×2.88 mm的锻态奥氏体基低密度钢Fe-28.13Mn-10.04Al-1.05C(Mn28Al10)试样在-50℃下进行了工程应变速率... 为了评价锻态奥氏体基低密度钢在低温环境下抵抗高速冲击能力的大小,采用分离式霍普金森压杆(SHPB)试验装置对尺寸为φ3.94 mm×2.88 mm的锻态奥氏体基低密度钢Fe-28.13Mn-10.04Al-1.05C(Mn28Al10)试样在-50℃下进行了工程应变速率约为4 300s^(-1)的低温高速冲击压缩试验,研究了该钢在上述试验条件下的低温高速冲击力学行为。试验结果表明,被冲试样在低温高速冲击过程中先后经历了约18μs的压缩弹性变形、约110μs的压缩塑性变形、约20μs的拉伸塑性变形和断裂。被冲试样断裂前所吸收的塑性功约为1 558J/cm^(3),绝热温升约为178℃。被冲试样的应力-应变曲线呈现出典型的应变强化特征,绝热温升的存在使得应力-应变曲线出现了波浪形起伏现象。低温高速冲击试样被冲断成以压缩塑性变形所致断裂和拉伸塑性变形所致断裂的3个断块,断口呈现出明显的压缩区和拉伸区,均属于以韧窝为特征的韧性断裂。压缩区和拉伸区附近的亚结构均为高密度可动位错,压缩变形区的位错密度比拉伸变形区低,而压缩变形区的高密度位错区的长度和宽度比拉伸变形区大。锻态Mn28Al10低密度钢在-50℃和工程应变率约4 300s-1下的变形机制是位错滑移。 展开更多
关键词 奥氏体基低密度钢 锻态 低温 高速冲击压缩 力学行为 变形机制
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时效温度对铸态低密度钢Mn30Al9Si组织及性能的影响 被引量：1
5
作者 马啸宇 黄贞益 +3 位作者 马玉康 侯清宇 郭爱民 光剑锋 《材料热处理学报》 CAS CSCD 北大核心 2021年第6期91-97,共7页
通过X射线衍射(XRD)、透射电镜(TEM)、电子背散射衍射(EBSD)以及拉伸实验等研究了时效温度对铸态奥氏体基低密度钢(Mn30Al9Si)组织及力学性能的影响,并研究了其强韧化机制。结果表明:铸态Mn30Al9Si钢经固溶时效后的组织由奥氏体基体及... 通过X射线衍射(XRD)、透射电镜(TEM)、电子背散射衍射(EBSD)以及拉伸实验等研究了时效温度对铸态奥氏体基低密度钢(Mn30Al9Si)组织及力学性能的影响,并研究了其强韧化机制。结果表明:铸态Mn30Al9Si钢经固溶时效后的组织由奥氏体基体及条状铁素体组成,并包含κ-碳化物、β-Mn等第二相;450℃时效后试验钢获得了优异的强塑性结合,其抗拉强度为732 MPa,伸长率为52.91%;500℃时效后,由于β-Mn相在铁素体/奥氏体边界析出,其伸长率由52.91%下降到6.31%;550℃时效过程中,由于β-Mn相持续析出并长大以及κ-碳化物的不断长大并分布在奥氏体晶界,使伸长率下降至0.67%。Mn30Al9Si钢的变形区TEM组织具有典型的平面滑移特征,奥氏体基体中存在大量畴界及交叉微带,赋予了试验钢优秀的强塑性,其强韧化机制以微带诱发塑性为主。 展开更多
关键词 奥氏体基低密度钢 时效温度 组织结构 位错滑移
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奥氏体基低密度钢的高温压缩变形特征及其热加工图 被引量：1
6
作者 李翔 马啸宇 +1 位作者 王萍 黄贞益 《安徽工业大学学报（自然科学版）》 CAS 2020年第3期209-216,共8页
采用热模拟压缩试验研究Fe-30.79Mn-8.51Al-1.01Si-0.86C-0.49Mo(质量分数)奥氏体基低密度钢在900~1 050℃和0.01~5.00 s-1下的高温压缩变形特征,构建该钢的热加工图。结果表明:该钢的流变应力呈应变与应变率强化和动态再结晶软化特征;... 采用热模拟压缩试验研究Fe-30.79Mn-8.51Al-1.01Si-0.86C-0.49Mo(质量分数)奥氏体基低密度钢在900~1 050℃和0.01~5.00 s-1下的高温压缩变形特征,构建该钢的热加工图。结果表明:该钢的流变应力呈应变与应变率强化和动态再结晶软化特征;形变量、变形温度和应变速率均较低时(20%,950℃,0.01 s-1),该钢出现因显微裂纹产生而致的失稳;中等应变、高变形温度和高应变速率时(40%,1 050℃,5.00 s-1),该钢出现因不均匀塑性变形而致的失稳;用基于动态材料模型和Prasad失稳判据构建的热加工图可预测该钢的形变失稳区。 展开更多
关键词 奥氏体基低密度钢 高温压缩 形变失稳 热加工图
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