低碳微合金钢微观组织的纳米压痕研究.pdf

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1、V01．3lNo．1安徽工业大学学报(自然科学版)第31卷第1期January2014J．ofAnhuiUniversityofTechnology(NaturalScience)2014年1月文章编号：1671—7872(2014)01—0039—04低碳微合金钢微观组织的纳米压痕研究陈婉芳，袁晓敏，陈明华(安徽工业大学材料科学与工程学院，安徽马鞍山243002)摘要：对低碳微合金钢D40进行热处理和热模拟实验，获得各实验工艺下的试样，经过金相制备，利用光学显微镜(OM)和扫描电镜(SEM)观察各试样显微组织。室温条件下，利用纳米压痕仪对试样

2、块状铁素体、针状铁索体和马氏体组织进行微观力学性能分析。结果表明，同一种低碳微合金钢在热处理和热模拟工艺下得到的马氏体和铁索体的平均纳米硬度差别很大，针状铁索体的平均纳米硬度小于马氏体的平均纳米硬度，大于块状铁素体的平均纳米硬度。关键词：低碳微合金高强钢；纳米压痕；针状铁素体；马氏体中图分类号：TG113文献标志码：Adoi：10．3969~．issn．1671—7872．2014．01．009InvestigationontheNanoindentationofMicrostructureinLowCarbonMicroalloyedHigh

3、StrengthSteelCHENWanfang，YUANXiaomin，CHENMinghuan(SchoolofMaterialsScienceandEngineering，AnhuiUniversityofTechnology,Ma’anshan243002，China)Abstract：ThelowcarbonmicroalloyedhighstrengthsteelD40wasinvestigated。anddiferentorganizationsofthesamesteelwereobtainedbyheattreatmentan

4、dthermalsimulationexperiments．Aftermetallographicpreparation，themorphologyofspecimenswereobservedandphotographedbyopticalmicroscopeandscanningelectronmicroscopy．Mechanicalpropertiesofmassiveferriteandacicularferriteandmartensitewerecharacterizedbyusingnanoindentationtestatro

5、omtemperature．Experimentalresultsindicatethataveragenanoindentationhardnessvaluesexhibitemuchdiferencebetweenmartensiteandferriteobtainedfromdiferentprocesses．Averagenanoindentationhardnessvalueofacicularferriteislowerthanthatofmartensite，buthigherthanthatofthemassiveferrite

6、insamestee1．Keywords：lowcarbonmicroalloyedhighstrengthsteel；nanoindentation；acicularferrite；martensite低碳微合金钢可在较低的成本下达到优良的综合使用性能)，目前已广泛应用于建筑、桥梁、车辆、船舶、采油平台、压力容器、输油管道等工程结构中[2]。近年来，对低碳微合金钢的研究主要集中在合金元素的设计、针状铁素体的形核机理以及热变形对针状铁素体相变和力学性能的影响等方面口卅，而对各单相组织的微区力学性能的研究较少。对于以针状铁素体为主要组织的复相组织

7、低碳微合金钢，其宏观力学性能由其显微组织中各单相的力学性能及它们的分布和相互作用所决定】。对于针状铁素体晶粒和马氏体晶粒，利用传统的显微硬度测试方法难以精确测量单个晶粒的硬度。纳米压痕仪是一类先进的材料表面力学性能测试仪器’1，目前，纳米压痕技术已被用于钢铁材料领域，在表征双相不锈钢、多相钢和超细晶粒钢显微力学性能等方面显示出独特的优势1。为此，笔者以低碳微合金钢D40为研究对象，利用纳米压痕仪对该钢中典型组织进行纳米压痕表征，从而获得各典型组织的本征硬度。收稿日期：2013—03—27．作者简介：陈婉芳(1986一)，女，安徽怀远人，硕士生，

8、主要研究方向为微合金高强铜。通信作者：袁晓敏(1962一)，男，江苏常州人，教授，主要研究方向为微合金高强钢。42安徽工业大学学报(自然科学版)201