view in publisher's site

On the mechanistic understanding of annealing-induced strength enhancement of ultrafine-grained high-Mn steel

Severe plastic deformation (SPD) introduces both high dislocation density and profound grain refinement in metals, triggering metastable microstructures associated with non-equilibrium boundaries and vacancy agglomerates. Subsequent solute migration induced by low-temperature annealing has the potential to release complex microstructures, and thereby increase strength. However, a mechanistic understanding of the annealing-induced strength enhancement in the SPD-processed high-Mn steel with ultrafine grains has remained elusive, particularly at the nanoscale. Here, the impact of subsequent annealing on the tensile properties of the SPD-processed high Mn steel with ultrafine grains was investigated. C detection and dislocation density measurements proved that both severe lattice distortion and high density of dislocations (resulting from the SPD route) are the precursors of C-clusters during the subsequent annealing. Formation of the nano-sized C-clusters in the SPD-annealing-treated samples interrupts dislocation gliding upon loading, increasing the yield strength by 15% at comparable ductility compared to those of the SPD-processed samples with same grain sizes. We attribute the increased strength to dislocation forest hardening via annealing-driven C-clusters, qualifying a low-temperature annealing step as a replicable strategy for further improving the strength of the SPD-processed nanostructured materials.Graphical abstractDownload : Download full-size image

درباره درک مکانیکی افزایش مقاومت ناشی از تابکاری فولاد فوق ریزدانه Mn

تغییر شکل پلاستیک شدید (SPD)، هم تراکم نابجایی بالا و هم ریزساختارهای عمیق در فلزات را معرفی می‌کند، که باعث ایجاد ریزساختارهای متاستاز مرتبط با مرزه‌ای غیر تعادلی و توده‌های خالی جا خالی می‌شود. مهاجرت حل‌شده بعدی ناشی از تابکاری دمای پایین، پتانسیل آزاد سازی ریزساختارهای پیچیده را دارد و در نتیجه استحکام را افزایش می‌دهد. با این حال، درک مکانیکی از افزایش مقاومت ناشی از تابکاری در فولاد با Mn بالا پردازش SPD با دانه‌های فوق ریزدانه، به ویژه در مقیاس نانو، مبهم مانده‌است. در اینجا، تاثیر بازپخت بعدی بر روی خواص کششی فولاد Mn بسیار فرآوری شده با SPD با دانه‌های فوق ریزدانه مورد بررسی قرار گرفته‌است. اندازه‌گیری تراکم نابجایی و تشخیص C ثابت کرد که هم اعوجاج شبکه شدید و هم تراکم بالای نابجایی‌ها (ناشی از مسیر SPD)، پیش سازه‌ای خوشه‌های C در طول بازپخت بعدی هستند. تشکیل خوشه‌های C با اندازه نانو در نمونه‌های تحت عملیات آنیل کردن SPD، لغزش ناشی از بارگذاری را قطع کرده و مقاومت تسلیم را تا ۱۵ % در شکلپذیری قابل‌مقایسه در مقایسه با نمونه‌های پردازش شده با اندازه دانه یک‌سان افزایش می‌دهد. ما افزایش استحکام را از طریق بازپخت خوشه‌های C به سختی جنگل در حال جابجایی نسبت می‌دهیم، و یک مرحله بازپخت دمای پایین را به عنوان یک استراتژی قابل تکرار برای بهبود بیشتر قدرت مواد نانوساختاری پردازش‌شده با SPD معرفی می‌کنیم.
ترجمه شده با


پر ارجاع‌ترین مقالات مرتبط:

  • مقاله General Materials Science
  • ترجمه مقاله General Materials Science
  • مقاله علوم مواد عمومی
  • ترجمه مقاله علوم مواد عمومی
سفارش ترجمه مقاله و کتاب - شروع کنید

با استفاده از افزونه دانلود فایرفاکس چکیده مقالات به صورت خودکار تشخیص داده شده و دکمه دانلود فری‌پیپر در صفحه چکیده نمایش داده می شود.