亚微米碳化物增强钢

最优尺寸抗疲劳

一种含有最优亚微米碳化物尺寸的高强度钢，通过形成有效强化层迫使短疲劳裂纹沿界面扩展并减速，区别于传统上认为碳化物越细越好的观点。

Jugan, Zhang · Huihan, Chen · 付悍巍 · 崔一南 · Wang, Chenchong · 陈浩 · Yang, Zhigang · 曹文全 · 梁剑雄 · 张弛

Acta Materialia 2023

技术优势

存在最优尺寸

碳化物并非越小越好，而是存在一个最优亚微米尺寸，该尺寸下疲劳性能最佳。

形成强化层

碳化物周围因局部应力集中发生微观组织转变，形成有效强化层（ESL），可迫使短裂纹沿界面扩展并减速。

机理定量化

产生ESL所需的应力集中随碳化物尺寸减小而降低，由此建立定量模型，为微观组织设计提供理论指导。

应用场景

• 高强钢构件：用于制造长寿命高强钢构件，通过优化碳化物尺寸提升疲劳抗性。
• 抗疲劳设计：为抗疲劳设计提供最优碳化物尺寸准则，替代传统越细越好的经验。
• 材料疲劳测试：为疲劳测试提供具有优化微观组织的试样，用于验证新模型。
• 微观组织调控：指导亚微米碳化物尺寸的精确调控，通过形成强化层提高性能。