北科大《Acta Materialia》：增材制造馬氏體時效鋼的氫脆行為！
時間：2023-12-05 09:37 來源：材料科學與工程 作者：admin 閱讀：次
18Ni(300) 馬氏體時效鋼以金屬間化合物強化的韌性 Fe-Ni
馬氏體為基體，具有超高強度、良好的韌性和加工性能。它被廣泛應用于航空、航天和模具等領域。最近，一種典型的金屬增材制造方法--激光粉末熔床（L-PBF）技術已被應用于在這些熔爐中快速成型形狀復雜的產品。目前，對
L-PBF 18Ni(300)
鋼的研究大多集中在制備和熱處理工藝的優化上。然而，作為一種超高強度鋼（UHSS），氫脆（HE）是服役安全中必須考慮的重要潛在風險。受復雜微結構演變的影響，不同時效狀態下馬氏體時效鋼氫脆（HE）的主導因素并不明確。
來自北京科技大學的學者通過實驗和數值模擬系統地闡明了這一基本問題。在欠時效和峰值時效狀態下，彌散相干ω/基體界面和尖銳半相干η-Ni3Ti/基體界面分別充當可逆陷阱。它們不同的界面特性決定了兩種狀態下陷阱密度的差異。陷阱密度越低，氫擴散速度越快，晶格中的氫含量也越高，導致欠時效狀態下的 HE 最差。在峰值時效狀態下，最高的陷阱密度緩解了這種情況。在過時效狀態下，與 η-Ni3Ti/基質界面相比，新形成的 Laves-Fe2Mo/ 基質界面起到了略深的捕集作用，但界面面積的減少降低了捕集密度，反而加速了氫擴散。即便如此，還原奧氏體
steel by experiments and numerical simulations”標題發表在Acta
Materialia。對延展性的改善進一步緩解了這種狀態下的高熱敏感性。相關文章以“Research on hydrogen embrittlement behavior of L-PBF 18Ni(300) maraging
論文鏈接：https://doi.org/10.1016/j.actamat.2023.119141
本研究關注了時效溫度對L-PBF 18Ni(300) 鋼 HE 行為的影響。主要結論如下：(1) 在欠時效狀態下，彌散的相干ω/基體界面起到了弱陷阱的作用。在峰值時效狀態下，尖銳的半相干η-Ni3Ti/基體界面由于較高的晶格誤差而成為稍深的陷阱。這種界面性質的變化可能決定了兩種狀態下陷阱密度的不同。(2) 在欠時效狀態下，最低的陷阱密度導致氫擴散速度最快，晶格中的氫含量最高，從而引起最嚴重的高熱。在峰值時效狀態下，最高的陷阱密度緩解了這種情況。(3) 在過時效狀態下，新形成的 Laves-Fe2Mo/ 矩陣界面比 η-Ni3Ti/ 矩陣界面起著稍深的捕集作用，但界面面積的減少降低了捕集密度，反而加速了氫擴散。即便如此，還原奧氏體改善的延展性進一步緩解了這種狀態下的高熱敏感性。（文：SSC）
來自北京科技大學的學者通過實驗和數值模擬系統地闡明了這一基本問題。在欠時效和峰值時效狀態下，彌散相干ω/基體界面和尖銳半相干η-Ni3Ti/基體界面分別充當可逆陷阱。它們不同的界面特性決定了兩種狀態下陷阱密度的差異。陷阱密度越低，氫擴散速度越快，晶格中的氫含量也越高，導致欠時效狀態下的 HE 最差。在峰值時效狀態下，最高的陷阱密度緩解了這種情況。在過時效狀態下，與 η-Ni3Ti/基質界面相比，新形成的 Laves-Fe2Mo/ 基質界面起到了略深的捕集作用，但界面面積的減少降低了捕集密度，反而加速了氫擴散。即便如此，還原奧氏體
steel by experiments and numerical simulations”標題發表在Acta
Materialia。對延展性的改善進一步緩解了這種狀態下的高熱敏感性。相關文章以“Research on hydrogen embrittlement behavior of L-PBF 18Ni(300) maraging
論文鏈接：https://doi.org/10.1016/j.actamat.2023.119141
圖 1. 氫氣滲透測試的實驗裝置示意圖。
圖 2. 不同時效狀態下 L-PBF 18Ni(300) 鋼的微觀組織形態：（a-c）DAT440、（d-f）DAT490、（g-i）DAT540 試樣。圖 2（a、d、g）為二次電子（SE）圖像，其他為 TEM-亮場（TEM-BF）圖像。
圖 3. 在不同溫度下時效的 L-PBF 18Ni(300) 試樣中析出物的 HR-TEM 圖像（a-c）和相應的 FFT 圖形（d-f）：(a、d）DAT440、（b、e）DAT490 和（c、f）DAT540 試樣。
圖 4. 不同測試條件下的標稱應變-應力曲線（a-c）和用不同方法獲得的高爐易感性指數（d-f）。
圖 5. 充氫不同時間的拉伸試樣斷裂面的外觀。圖像中標注的百分比表示脆性開裂區域的面積分數。
圖 6. 拉伸試樣（預充電 3 小時）斷裂表面局部區域的形態：(a、d）DAT440、（b、e）DAT490 和（c、f）DAT540 試樣，（d-f）圖像（a-c）中局部放大的區域。
圖 7. 積聚瞬態氫滲透曲線（a-c）和測得的表觀擴散系數（d）。
圖 8. 不同測試條件下的熱解吸光譜（TDS）及其擬合曲線。
圖 9. 不同沉淀物/基質界面的 HR-TEM 圖像、FFT圖樣和 GPA 結果。
圖 10. (a) 衰減瞬態曲線和 (b) 積累瞬態曲線及其擬合曲線。
圖 11. 充電 24 小時的平板試樣中的模擬氫分布：（a）晶格間隙中的歸一化氫含量，以及（b）陷阱占用率。
本研究關注了時效溫度對L-PBF 18Ni(300) 鋼 HE 行為的影響。主要結論如下：(1) 在欠時效狀態下，彌散的相干ω/基體界面起到了弱陷阱的作用。在峰值時效狀態下，尖銳的半相干η-Ni3Ti/基體界面由于較高的晶格誤差而成為稍深的陷阱。這種界面性質的變化可能決定了兩種狀態下陷阱密度的不同。(2) 在欠時效狀態下，最低的陷阱密度導致氫擴散速度最快，晶格中的氫含量最高，從而引起最嚴重的高熱。在峰值時效狀態下，最高的陷阱密度緩解了這種情況。(3) 在過時效狀態下，新形成的 Laves-Fe2Mo/ 矩陣界面比 η-Ni3Ti/ 矩陣界面起著稍深的捕集作用，但界面面積的減少降低了捕集密度，反而加速了氫擴散。即便如此，還原奧氏體改善的延展性進一步緩解了這種狀態下的高熱敏感性。（文：SSC）
(責任編輯：admin)
Fabric8Labs推出AI芯片定
Titomic又一合作，將與nuF
荷蘭公司將開設3D打印船舶
Chicago Additive推出AMOS
590MHz帶寬+超90%輻射效率
威斯康星大學麥迪遜分校工最新內容
突破性生物3D打印
迪拜LEAP 71公司
3D生物打印構建內
《Small Science
南洋理工-劍橋大
清華大學：抗拉強熱點內容
