超塑性材料现状及新型超塑性低中碳合金钢研发

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1、超塑性材料现状及新型超塑性低中碳合金钢研发曹文全张万里徐海峰翁宇庆钢铁研究总院特殊钢研究所华中科技大学材料科学与工程学院摘要：在分析超塑性金属材料现状及发展趋势的基础上，对低中碳钢、高碳钢和双和不锈钢、奥氏体钢等钢铁材料的超塑性研究进行了归纳分析，提出了低成木量大面广低中碳合金钢将成为超塑性材料研发的一个重要方向。研究结果表明，通过科学合金化设计、精细组织调控和初步超塑性行为研究，可以获得在10-2/s应变速率和750850°C下具有1000%超塑性的低成本超塑性低中碳合金钢。这种优异超塑性性能主要归因于形成超细晶组织的合金

2、化设计与组织调控。该研究成果打破传统低中碳钢不具有超塑性的局面，实现了可工业化超塑性能的低中碳合金钢创新发展，将推动超塑性钢材在航空航天和交通运输等领域的广泛应用。关键词：超塑性;低中碳合金钢;高应变速率超塑性;工业化;作者简介：曹文全(1969—)，男，博士，教授级高级工程ilifi;E-mail:caowenquan@nercast.com;收稿日期：2017-04-12基金：国家自然科学基金资助项Fl(51371057)Statusofsuperplasticmaterialsandresearchanddevelop

3、mentofnewsuperplasticlowtomediumcarbonalloysteelCAOWen—quartZHANGWan—liXUHai-fengWENGYu-qingInstituteforSpecialSteels,CentralIronandSteelResearchInstitute;Abstract：BasedontheanalysisoftheARTandstatusofthesupcrplasticityofmetallicmaterials,thesuperplasticbehaviorsof

4、thesteels,suchaslowtomediumcarbonsteel,thehighcarbonsteel,theduplexstainlesssteelandtheausteniticsteel,werereviewedandthussuperplasticityofthelowtomediumcarbonalloysteelwithbiggestquantityforapplicationwouldbeoneoftheimportantdircctionofthesupcrplasticmaterials.The

5、resuItsindicatethatthesuperplasticityofl000%failureelongationcanbeobtainedatstrainrateof10~2/sanddeformationtemperatureof750-850°Cinthelowcostandlowtomediumcarbonalloysteel.Thisexcel1entsuperplasticityofournewlydevelopedsteelcouldbedttributedtothenewalloyingdcsigna

6、ndmicrostructurccontroltodevelopultrafinemicrostrueture.Thisfindinghasbrokenthestatusthattheconventionallowtomediumcarbonsteelhasnosuperplasticity,realizestheinnovativedevelopmentofthesuperplasticlowtomediumcarbonalloysteelwithcommercialcipplicationpotential,andthu

7、swouldinitiateitswidelyapplicationinthefieldsofcommunication，aeronauticandastronauticindustries.Keyword：superplasticity;lowtomediinncarbonalloysteel;highstrainratesuperplasticity;industrialization;Received：2017-04-121超塑性金属材料研究现状及未来发展方向超塑性是指在特定的条件下，即在低的应变速率仁二10~10/s

8、）、一定的变形温度（约为热力学熔化温度的一半）和稳定而细小的晶粒度（0・5~5um）的条件下，某些金屈或合金呈现低强度和超过100%的伸长率的一种特性。最早报道大伸长率现象的文献是1912年美国试验物理科学家Bengough发表的“某种特殊黄铜像玻璃一样拉伸到一个细点，获得极大伸长率”,描