为此,英国谢菲尔德大学W. Mark Rainforth、北京科技大学吕昭平、Suihe Jiang和美国国家标准技术局Huairuo Zhang等人通过微量Cu合金化和控制再结晶过程,在30秒内通过共格无序富铜相的纳米相分离法进行再结晶,在典型Fe-22Mn-0.6C孪晶诱导塑性钢中实现了UFG结构的量产。
快速而丰富的纳米沉淀不仅阻止了新鲜再结晶的亚微米晶粒的生长,而且还通过Zener钉扎效应提高了所得UFG结构的热稳定性。此外,由于其充分的连贯性和无序性,析出相在载荷作用下与位错的相互作用较弱。这种方法可以制备晶粒尺寸为800±400纳米的完全重结晶的UFG结构,而不会引入有害的晶格缺陷,如脆性颗粒和偏析的边界。与不添加铜的钢相比,UFG结构的屈服强度增加了一倍,达到约710兆帕,均匀延展性为45%,抗拉强度约为2,000兆帕。
这种晶粒细化的概念可以扩展到其他合金系统,并且制造过程可以很容易地应用于现有的工业生产线。相关结果以“Facile route to bulk ultrafine-grain steels for high strength and ductility”为题发表在Nature期刊上。
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