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钢绞线形变诱导相变强化的基体组织

钢铁材料中很多情况下得到的基体组织是非平衡组织,在外界提供一定的 驱动能童时会使其向平衡组织或近平衡组织转变,若转变后的组织的强度明显 高于原组织,则有可能使材料在使用过程中发生塑性变形或温度提高时强度明 显提高。残余奥氏体向马氏体的转变是这方面非常典型的例子。

由此,我们可以得到一个非常重要的提高钢铁材料抗拉强度的方法。材料 初始的强度并不高,因而其屈服强度不高,但局部区域受力后发生明显塑性变 形时,在尚未发生塑性断裂之前,由于形变诱导相变的发生,塑性变形较大的 微观区域的强度将明显提高而阻止了变形的继续进行,塑性变形不得不转向强 度较低的其他微观区域进行;同时,由于已强化的微区周围仍然是强度较低塑 性较好的初始基体组织,其断裂塑性功yp相当高,因而即使在这里萌生了微 裂纹,也由于临界裂纹尺寸较大而难以发生微裂纹的失稳扩展。

由此,材料的屈服强度可能很低,但抗拉强度却可以达到相当高的水平,使材料获得很低的 屈强比。高锰钢是这方面典型的实例,而TRIP钢相当低的屈强比也在很大程 度上得益于其中的残余奥氏体在局部发生塑性变形时的转变。此外,使用过程 中局部区域的形变诱导超微细第二相的沉淀析出也有可能取得类似的效果。

材料晶界和相界是微裂纹萌生的主要地点,若在界面上存在有明显降低界 面强度或降低界面两侧晶体结合力的偏析元素或存在沿界面分布的明显弱化界 面的相,一般并不会对材料的屈服强度产生明显影响,但由于该界面微区的断 裂塑性功VP相当低而导致微裂纹很容易萌生并迅速沿晶界或相界失稳扩展, 从而显著降低材料的抗拉强度。材料发生沿晶界断裂绝大多数都是脆性断裂, 且断裂强度都较低,晶界弱化元素或弱化相的存在是其主要原因


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