高温塑性变形引起P非平衡晶界偏聚.pdfVIP

第58卷专刊2009年6月 物 理学报 ACTAPHYSICASINICA 1000．3290／2009158(专刊)／S183．06 @2009 Chin．Phys．Soc． 高温塑性变形引起的P非平衡晶界偏聚* 陈贤淼 宋申华’ (哈尔滨工业大学深圳研究生院材料科学与工程系。深圳518055) (2008年12月30日收到；2009年3月5日收到修改稿) 阐述了高温塑性变形引起的非平衡晶界偏聚的准热力学和动力学，并使用该模型预测了低合金结构钢中高温 X 塑性变形导致的P在奥氏体晶界的非平衡偏聚．研究发现：当变形为20％，应变速率为110—8。时，在800℃左 右会出现一个P的晶界偏聚浓度峰值；在1000℃变形为20％时，晶界偏聚浓度随着应变速率的增加而增加．预测 结果与现有的实验结果基本一致． 关键词：非平衡偏聚，晶界，塑性变形，磷 PACC：6630J 添加P后，塑性低谷的温度区间变宽，同时热塑性 1．引 言 的降低愈加明显哺o． 最近，我们系统地研究了材料高温塑性变形过 淬火冷却、高能粒子辐射和弹性应力场作用导 程中的非平衡偏聚过程，得出了准热力学与动力学 致的晶界偏聚分别被称为热非平衡晶界偏聚、辐照 方程．在此理论基础上对钢中高温塑性变形引起P 引起的非平衡晶界偏聚和低外应力(或弹性变形)引 的非平衡偏聚进行预报，并将此与己有的实验结果 起的非平衡晶界偏聚．金属在高温塑性变形(热轧或 进行了比较． 连铸坯矫直)过程中会产生大量的过饱和空位，它们 与溶质原子的交互作用也会引起非平衡晶界偏聚． 2．理论模型 这就意味着在高温变形过程中的动力学再结晶之前 或两次动力学再结晶之间都可能会产生明显的非平 2．1．平衡偏聚 衡晶界偏聚． 在高温塑性变形过程中产生的横向裂纹会使得 冶金质量下降，在奥氏体和铁素体双相区内出现明 显的塑性低谷…．研究发现，先共析铁素体薄层以及 碳化物、氮化物的析出对钢的热塑性有影响¨’2J，除 此之外，sn，Cu，P等杂质元素在晶界处的偏聚对钢 的热塑性也有着十分重要的影响∞-5J．Machtrab和 Choubo发现，高温拉伸变形可以显著地提高杂质原 q=———j若弋， ()， 11C c 子的晶界偏聚浓度，并且sn，cu和sb的非平衡晶界 +．1等Iexp Cq=踹， 偏聚会导致C．Mn钢热塑性的降低．naradfl等№o通过 研究发现，P的晶界偏聚与横向裂纹的产生有密切 的联系．降低P的晶界偏聚浓度可以改善连铸坯的热 2．2．非平衡偏聚 塑性和降低矫直过程中横向裂纹的产生]．在较低的 应变速率(2×10一s。1)下，Fe一0．2wt％C．13wt％Cr 非平衡晶界偏聚依赖于过饱和的点缺陷(空位 *国家自然科学基金(批准号：资助的课题 千通讯联系人．E-mail：岫@llit暑z．edu．∞ 物