Cr对Fe-28Mn-12Al-1.6C钢κ-碳化物析出行为的影响

摘要：

随着可持续发展战略的要求,Fe-Mn-Al-C轻质钢逐渐成为汽车工业的主要发展目标之一.采用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、热力学计算和第一性原理研究了 Cr元素对Fe-28Mn-12Al-1.6C奥氏体低密度钢κ-碳化物析出行为的影响.结果表明,不同温度固溶处理后,0Cr钢在室温下随着时间延长硬度逐渐增大且增值达到10HRC,通过TEM分析确认0Cr钢室温下析出的为κ-碳化物,并计算其室温析出的吉布斯自由能为-19.580 6 kJ/mol,从而验证了0Cr钢可以在室温下析出K-碳化物;随着Cr含量的增加,轧制后快速凝固试样中κ-碳化物的质量分数逐渐降低,室温时效的硬度增值减小.Cr含量的增加也显著减小了 κ-碳化物的生长速度,κ-碳化物的粒径从60～200 nm细化到20～40 nm和5～27 nm.同时第一性原理计算结果表明,κ-碳化物结构中掺杂Cr原子后,增大了 κ-碳化物的形成能,使其形成变得困难.此外,随着Cr含量的增加,γ-奥氏体与κ-碳化物的晶格失配度增加,两相间的弹性应变能增大,导致κ-碳化物的生长速度减慢.研究结果可为后续更高Al含量的Fe-Mn-Al-C钢的成分设计和性能调控提供理论依据.

关键词：低密度钢、Fe-Mn-Al-C-(Cr)合金、κ-碳化物、析出行为、作用机理

所属期刊栏目：33

分类号：TG156.94;O469;O641

在线出版日期：2023-10-10（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共9页

页码：63-70,95