外文翻譯--基于溫激光噴丸中動態(tài)應(yīng)變時效和動態(tài)析出的aisi4140鋼疲勞行為的改進中文-其他專業(yè)(編輯修改稿)
2025-02-24 10:05 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 、 DSA和 DP引起的微觀結(jié)構(gòu) 微觀 結(jié)構(gòu) 在很大程度上影響材料的性能 ， 所以微觀結(jié)構(gòu)很重要。 調(diào)制中 最初的微觀 結(jié)構(gòu)中有板條狀 馬氏體 (圖 4 a)和少量的板條狀析出物 ( CFe3 )(圖 4 b)。DSA和 DP改變 材料的微觀結(jié)構(gòu) 而提高材料的 性能。對 LSP和 WLSP試樣 的微觀組織 進行了對比分析來確定 DSA和 DP的作用 。 、 DSA作用 TEM微觀 組織 (圖 5)可以看出 LSP試樣在不同的放大倍數(shù)下的微觀結(jié)構(gòu) ，可以觀察到在 LSP試樣位錯堆積和層 狀錯位邊界（圖 5 b和 c)。這些 位錯堆積也被稱為剪切帶 ， 剪切帶是在金屬材料承受高應(yīng)變率變形時形成的 。 可以觀察到WLSP樣品 很少有錯位 堆積，但是位錯糾纏更多 (圖 6),這 比 LSP樣品錯位結(jié)構(gòu) 更穩(wěn)定 。這就是 DSA提高 錯位從而形成更多的位錯糾纏 。 DSA作用使運動的位錯被溶質(zhì)原子釘接 ， 塑性變形繼續(xù) ，會產(chǎn)生新的位錯運動 。 在 4140鋼 溶質(zhì)原子 WLSP中 ,特別是二氧化碳原子 , 在高溫塑性變形中擴散的速度太快而形成一個 Cottrell云 。 受釘接作用的位錯脫離 Cottrell云所需的應(yīng)力增加，這就導(dǎo)致其他位錯源的活躍，產(chǎn)生新的運動位錯。 圖 5 LSP試樣不同放大倍數(shù)下的薄片狀位錯帶 TEM圖（激光能量是 4 2/cmGW ，室溫） 圖 6 WLSP 試樣不同放大倍數(shù)下的微觀結(jié)構(gòu) TEM 圖 圖 7為 LSP和 WLSP的 相對錯位深度剖面密度 。 結(jié)果表明與 LSP相比 WLSP導(dǎo)致更高的錯位密度。 這是另一個在 WLSP樣品稱為 DSP高錯位密度 。 圖 7 LSP（ 4 2/cmGW ，室溫）和 WLSP（ 4 2/cmGW ,250 C0 ）深度方向的位錯密度 、 熱輔助 DP作用 塑性變形過程中，伴隨碳原子高度集中的位錯核產(chǎn)生，這些位錯核很有可能是碳化物析出物的形核點 。 這些碳化物在循環(huán)加載下阻礙位錯運動 ，這將提高位錯和殘余壓應(yīng)力的穩(wěn)定性。 LSP樣品的 微觀組織 如圖 8所示， 在圖 8 a和 b中，析出物的數(shù)量在亞晶界 附近 ,有些則在亞晶界 中 。 這是由于高碳原子在亞晶界 邊界附近，圖 8所示是一個高倍鏡下的析出的 TEM圖像。 圖 8 室溫 LSP試樣的微觀結(jié)構(gòu)圖（激光能量 4 2/cmGW ,250 C0 ）（ a）箭頭所指的在亞晶界附近的析出物（ b）在亞晶界里析出物密度低（ c）高放大倍數(shù)下析出物TEM圖 與 LSP中的進行比較， 在 WLSP下析出物 形核密度高 ，因為在應(yīng)力變形時不斷上升的溫度提高了形核 速率，在 WLSP高溫下沉淀 強烈 的聚集并產(chǎn)生 變形。 此外 ,DSA導(dǎo)致 一個較高的 位錯 密度 ， 納米級碳化物析出物形核點更多 。 如 圖 9所示 ，是 WLSP后的析出和位錯的 TEM圖 。在 WLSP高密度位錯中的高應(yīng)變率伴隨著DSA產(chǎn)生。 在高處理溫度 (250 C0 )下碳 原子運動的速度比在室溫下更快。通過擴散、眾多碳原子遷移到位錯核心 ,這導(dǎo)致 了 碳 化物形成的成核點 。因此 ,變形而形成的位錯中心 增加了 碳化物 析出 。 由于 WLSP的高溫處理 ,與 LSP相比有更多的成核物產(chǎn)生，這導(dǎo)致了高度位錯和析出，如圖 9所示。 由于錯位密度高 ,一些納米 級析出 在圖 9中不能清楚地觀察到。然而在圖 9b的衍射圖中 可以清楚的看到納米 級析出 的存在 ， 注意兩個相鄰顆粒 (圖 9 a)的衍射模式 (圖 9 b)。 暗的斑點之間的點是由于碳化物 析出產(chǎn)生 的 ( 623CM )，從 TEM圖像中可以看到?jīng)]有噴丸 的試樣 (4b),析出物 ( CFe3 )存在于淬火和回火的材料中。 在 WLSP樣品也存在 這些 析出物 (圖 9 c)。然而 , WLSP碳化物析出物 ( 623CM )是與 最初的析出物 形狀不同的，如圖 9所示 。 相反 , 在 WLSP中 許多球形 析出物很容易觀察。除了一些大的析出物，大部分的球形析出物 直徑在 10nm左右 。 相比在 LSP樣本中的析出物， 這些在 WLSP樣本中的比較致密。這些 高密度球狀析出物 的存在將在循環(huán)荷載作用下阻礙位錯運動 ， 最終將增加位錯的穩(wěn)定性。 圖 9 WLSP 試樣的微觀結(jié)構(gòu)圖（激光能量 4 2/cmGW ,250 C0 ）（ a）主要衍射點的黑色區(qū)域圖表示的是位錯糾纏 和析出物基體 （ b） 和衍射點 {1 1 0}方向的衍射圖（ c）亮色區(qū)域的條狀析出物和球狀析出物（ d）和析出物相關(guān)的衍射點的黑區(qū)圖表示的是 WLSP 的球狀析出物 、表面納米結(jié)構(gòu) 圖 10a， b分別表示了 LSP和 WLSP試樣在差不多距上表面 10 mμ 處的晶粒結(jié)構(gòu) 。可以看到無論是 LSP(圖 10)還是 WLSP(圖 10 b)試樣 都是納米晶相表面 。根據(jù)HallPetch方程 2/10 += kdy σσ ,其中 yσ 是材料屈服應(yīng)力， 0σ 是起始 屈服應(yīng)力 ,k材料常數(shù)， d是 晶粒大小 、材料的結(jié)構(gòu)強度隨著 粒度 直徑的減小而提高 。 而多數(shù)的裂縫是從表面 成形的 ,表面晶粒 的提純和強度的提高改善無疑改善了疲勞性能。 、 WLSP的硬化作用 WLSP和 LSP樣品的表面硬度，在不同激光功率下 進行 了 比較，如圖 11所示。研究發(fā)現(xiàn)在不同的激光功率 中 WLSP比 LSP有更高的表面硬度。 這是由于通過WLSP形成 更高 位錯 密 度 (圖 7)和碳化物的析出 (圖 9),兩者都導(dǎo)致表面硬度 提高 。對 LSP和 WLSP在激光功率 同為 4GW 2cm 下的硬度進行比較，如圖 12，可以看出 LSP和 WLSP表面硬度分別從 319VH（ kg 2mm ）增加到 390VH和 417VH，有趣的是 ， WLSP樣品的 一個硬度峰 (443VH)在表面 下 300 mμ 左右 ， 而 LSP樣品沒有 這樣的峰值 。 圖 10 LSP（左）和 WLSP（右）上表面納米結(jié)構(gòu)的 TEM圖 圖 11 不同激光能量下 LSP和 WLSP（ 250 C0 ）的上表面硬度 圖 12 LSP和 WLSP深度方向硬度分布 這表明 在 WLSP和 LSP下硬度的顯著差異， LSP在室溫下只有通過加工硬化從而使硬度增加。自 LSP產(chǎn)生的塑
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