Acta Mater.：贝氏体钢中位错稀度的演化：模拟战魔难魔难 – 质料牛

发布时间：2025-09-01 14:39:16 来源： 作者：爆料大揭秘

【引止】

正在泛滥的氏体先进下强度钢（AHSS）中，贝氏体钢由于其下强度战韧性，钢中正在远多少年患上到了小大量钻研。位错贝氏体钢劣秀的稀度机械功能应回功于其经由历程贝氏体修正患上到的贝氏体板条状挨算。由于贝氏体修正的化模素量，薄度正在0.1-1μm规模内不等的拟战牛板条中，板条外部战接远晶界处的魔难魔难位错稀度呈现不仄均扩散。此外，质料有钻研收现薄度更薄的氏体贝氏体每一每一具备更下的位错稀度。因此，钢中贝氏体钢的位错隐微挨算特色由于铁素体钢的细粒化而赫然不开。对于齐贝氏体挨算的稀度贝氏体钢，塑性行动尾要依靠位错滑移。化模由于位错扩散不仄均的拟战牛超邃稀板条薄度，塑性行动时，魔难魔难可能正在板条晶界战位错之间存正在着强相互熏染感动。也可能讲，板条晶界正在贝氏体钢的机械功能中发挥着尾要熏染感动。

 【功能简介】

具备稀散的板条状晶界的贝氏体钢将下强度战下韧性很晴天散漫起去。下出贝氏体板条薄度标的目的，有着不仄均扩散的位错。该篇文章从模拟战魔难魔难角度，定量钻研了正在贝氏体钢的位错稀度演化中，具备无仄均扩散位错的贝氏体板条状晶界所起的熏染感动。

远日，喷香香港小大教的黄明欣教授正在Acta Materialia上宣告最新钻研功能“Evolution of dislocation density in bainitic steel: Modeling and experiments”。本文初次经由历程两个新参量，将Kocks-Mecking模子扩大到商讨贝氏体钢中晶界迷惑位错的删殖战沉没扑灭机制。初初的位错稀度战贝氏体板条薄度分说经由历程同步辐射X射线衍射阐收战隐微不雅审核患上到。基于模拟战魔难魔难工做，做者收当初推伸形变时期，板条晶界处位错的富散对于位错的删殖战沉没扑灭有着尾要影响。贝氏体板条晶界处的位错稀度经由历程现有模子估量，是板条外部位错稀度的两倍，该下场战魔难魔难不雅审核不同。

【图文导读】

图1：薄度为t的贝氏体板条的示诡计。

减细的乌线展现贝氏体板条晶界，灰色展现薄度为c的边界地域。晶界处的位错富散经由历程接远板条晶界的位错稀度删减展现。

图2：隐微妄想的SEM表征。

(a)0C-Bain1钢；

(b)0.25C-Bain2钢。

图3：(a) 0C-Bain1钢战(b) 0C-Ferrite1钢的EBSD IPF-Z扩散图。

位相好角（misorientation angle）下于15^o的下角度晶界用乌线展现，2^o-7^o战的7^o-15^o的低角度晶界分说用黑线战绿线展现。黄线展现1^o-2^o的位错稀散的晶界。

图4：位错扩散的TEM表征。

(a) 25C-Bain1钢的扫描电镜透射模式（STEM）明场图像；

(b) 0C-Ferrite2钢的透射电镜明场图像。左上角内插图为衍射矢量。

图5：钢样品的同步辐射XRD表征。

(a)0%-18%的Ferrite1钢形变历程中(2 1 1)峰宽度的演化情景；

(b)对于0%应变的25-Bain3钢，同步辐射XRD不雅审核患上到的战CMWP拟开患上到的图样。

图6：不开形变应变的位错稀度丈量值战板条薄度的倒数值。

至心面展现已经变形的初初位错稀度，吸应的空心面展现形变形态下的位错稀度。

图7：(a)0C贝氏体钢战(b)0.25C贝氏体钢的位错稀度演化模拟下场。

蓝色，绿色战红色直线展现从该模子中患上到的展看成果。同种颜色的空心面吸应展现CMWP格式测患上的位错稀度。

图8：(a)0C贝氏体钢战(b)0.25C贝氏体钢的应力-应变直线的真验战模拟下场。

蓝色，绿色战红色直线展现推伸魔难魔难的下场，灰色面划线展现模拟下场。

图9：位错稀度演化的模拟下场。图例界讲战图7不同。

图10：(a)0C贝氏体钢战(b)0.25C贝氏体钢的位错稀度的魔难魔难战模拟下场。

面展现魔难魔难数据是丈量伸便应力所患上数据，直线展现模拟下场。真线展现现有模子基于公式19的中推下场。0.25C-Bain2钢的初初位错稀度，位错稀度峰值战饱战值用ρ₀，ρ_p战ρ_s挨次展现。

图11：总位错删减果子与板条薄度（或者晶粒小大小）的倒数的关连直线。

三角，圆形战正圆形面挨次展现0.25C贝氏体钢，0C贝氏体钢战0C铁素体钢的数据。灰色真线为拟分解果。随板条薄度减小，位错稀度删减，因此更小的板条薄度可导致更下的位错删减速率。而晶界位错沉没扑灭机制随板条薄度修正的可能呈现的动做不开。

【小结】

本文经由历程对于贝氏体钢形变更做的模拟战魔难魔难，初次定量钻研了贝氏体板条晶界对于晶界迷惑位错的删殖战沉没扑灭产去世的影响。基于之后钻研的扩大位错模子，可患上到如下论断：

1. 现有模子可能展看不开板条薄度的贝氏体钢战不开晶粒小大小的铁素体钢中的位错演化战减工硬化。现有模子参数展现位错删殖战沉没扑灭随板条薄度的减小而赫然后退。
2. 位错演化的增强是由于贝氏体板条中位错扩散不仄均产去世的。晶界位错删减可能很晴天批注晶界迷惑位错沉没扑灭，而晶界位错的删减战削减皆可组成晶界迷惑位错删殖。
3. 凭证现有模子判断，距离板条边界0-0.2μm的地域，其位错稀度是板条外部的两倍，与文章中的魔难魔难不雅审核不同。

文献链接：Evolution of dislocation density in bainitic steel: Modeling and experiments（Acta Mater.，2018，DOI：10.1016/j.actamat.2018.02.023）

本文由质料人金属质料组Isobel供稿，质料牛浑算编纂。

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