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1、第40卷第3期鋼鐵Vol.40,No.32005年3月IronandSteelMarch2005超細晶鋼理論及技術(shù)進展翁宇慶(中國金屬學(xué)會,北京100711)摘要:敘述了由國家973項目“:新一代鋼鐵材料的重大基礎(chǔ)研究”所開展的超細晶鋼理論及技術(shù)進展。形變-相變耦合、納米析出相引起超細晶以及機械制造用鋼的超細晶熱處理是3個主要手段。相應(yīng)的組織性能預(yù)報、超細晶鋼的焊接及化學(xué)冶金高潔凈、凝固均質(zhì)化及細化是制造和應(yīng)用的關(guān)鍵技術(shù)。關(guān)鍵詞:鋼;超細晶;技術(shù)中圖分類號:TG14211文獻標(biāo)識碼:A文章編號:04492749X(2005)0320001208ProgressofTheoryan
2、dControlledTechnologyofUltrafineGrainedSteelWENGYu2qing(TheChineseSocietyforMetals,Beijing100711,China)Abstract:ProgressontheoriesandtechnologiesforultrafinegrainedsteelsinNationalProject:“FundamentalRe2searchonNewGenerationSteel”hasbeenreviewed.Interactionbetweendeformationandphasetransforma
3、tion,ul2trafinegrainphenomenoncausedbynano2scaleprecipitatesandspecificheattreatmentforultrafinegrainedsteelsofmachineryindustryarethreemajormeasures.Microstructureprediction,weldingtechnologyforultrafinegrainedsteels,high2cleannesstechnologyinchemicalmetallurgyandhomogeneousdistributionofsol
4、uteinsolidificationprocessarekeytechnologiesforprocessingandapplication.Keywords:steel;ultrafinegrain;technology1997年4月,日本開始了“新世紀(jì)結(jié)構(gòu)材料(或結(jié)構(gòu)材料的基本發(fā)展方向。鋼鐵材料提高強度的超級鋼材料)”為期10年的研究計劃,提出將現(xiàn)有途徑主要有4條:鋼材強度翻番和使用壽命翻番為目標(biāo)的新一代鋼(1)通過合金元素和間隙元素原子溶解于基體[1]材,稱為“超級鋼”并在國家組織下開展研究。之組織產(chǎn)生固溶強化,它是點缺陷的強化作用;后韓國在1998年啟動了“21世紀(jì)高性
5、能結(jié)構(gòu)鋼”、(2)通過加工變形增加位錯密度造成鋼材承載我國在1998年10月啟動了“新一代鋼鐵材料”的國時位錯運動困難(位錯強化),它是線缺陷的強化作家重大基礎(chǔ)研究計劃。東亞三國相差不到一年,設(shè)用;立相同目標(biāo)的研究項目帶動了歐美各國鋼鐵界競(3)通過晶粒細化使位錯穿過晶界受阻產(chǎn)生細相參與和重視。按照我們的認識“,新一代鋼鐵材晶強化,它是面缺陷的強化作用;料”的特征是超細晶、高潔凈和高均勻(高均質(zhì)),其(4)通過第二相(一般為Mx(C.N)y析出相或研發(fā)目標(biāo)是在制造成本基本不增加,少用合金資源彌散相)使位錯發(fā)生弓彎(奧羅萬機制)和受阻產(chǎn)生和能源,塑性和韌性基本不降低條件下強度翻番和
6、析出強化,它是體缺陷的強化作用。使用壽命翻番。它的核心理論和技術(shù)是實現(xiàn)鋼材這4種強化作用中,細晶強化在普通結(jié)構(gòu)鋼中的超細晶(或超細組織)。本文就我國的進展作簡強化效果最明顯,也是唯一的強度與韌性同時增加要扼述。的機制。其他3種強化機制表現(xiàn)為強度增加,塑性(有時韌性)下降。發(fā)展超細晶鋼,就是利用超細晶1超細晶是新一代鋼鐵結(jié)構(gòu)材料的化發(fā)展細晶強化的強韌化作用,其增加屈服強度的核心效果見圖1。鋼鐵結(jié)構(gòu)材料約占鋼鐵材料的90%,強韌化是應(yīng)當(dāng)對鋼鐵材料的“超細晶”作一個說明。按基金項目:國家重大基礎(chǔ)研究規(guī)劃(973)———“新一代鋼鐵材料重大基礎(chǔ)研究”資助項目(G1998061500)作者
7、簡介:翁宇慶(19402),男,博士,教授級高級工程師;E2mail:weng@csm.org.cn;修訂日期:2004211206·2·鋼鐵第40卷在鋼材強度翻番時,有兩個鋼材冶金質(zhì)量問題應(yīng)當(dāng)引起注意:一是承載應(yīng)力的提高勢必要求鋼材缺陷大小及形狀不能引起缺口敏感,否則是不安全的,為此高潔凈(減少夾雜物大小和數(shù)量)是基本要求。二是由于鋼材的偏析(特別是中心偏析等宏觀偏析)帶來化學(xué)成分分布不均勻造成鋼材性能在不同部位不同,造成批量、規(guī)格、質(zhì)量的不同,為此要求鋼材有高均質(zhì)性。由于篇幅
