基于原位TEM拉伸的稀土H13钢塑性形变行为和断裂机制

朱健¹，张志豪^1,2，谢建新^1,2

1. 北京科技大学新材料技术研究院2. 北京科技大学材料先进制备技术教育部重点实验室

摘 要：采用原位TEM拉伸结合离位EBSD分析,研究了稀土H13钢在拉伸过程中的组织演化和裂纹扩展行为。结果表明,稀土H13钢拉伸试样晶界处的应力集中和粗大的颗粒状夹杂物是裂纹萌生的主要来源;拉伸过程中多处裂纹萌生后汇聚成较大的主裂纹,主裂纹沿着与拉伸方向垂直的方向扩展到试样边缘,主裂纹具有"Z"字形的锯齿状特征。裂纹附近区域的应力分布不均匀,与应力相对较低的区域相比,应力相对较高区域的V1/V2变体对的晶界长度分数从56.5%增加到58.8%,V1/V3&V5变体对的晶界长度分数从16.3%增加到21.6%;变体对的晶界长度分数增加表明了孪生马氏体含量的提高,从而有效缓解晶界处的应力集中,有利于减少裂纹萌生并提高塑韧性。拉伸过程中,稀土H13钢试样晶界处的残余奥氏体发生应力诱导相变;马氏体基体内的位错发生大量增殖,并在大角度晶界和碳化物析出处形成明显的位错塞积,其中晶界处的位错塞积促进了残余奥氏体的应力诱导相变。

关键词：稀土H13钢;断裂机制;原位TEM拉伸;母相奥氏体取向重构;马氏体变体;