為此,英國謝菲爾德大學W. Mark Rainforth、北京科技大學呂昭平、Suihe Jiang和美國國家標準技術局Huairuo Zhang等人通過微量Cu合金化和控制再結晶過程,在30秒內通過共格無序富銅相的納米相分離法進行再結晶,在典型Fe-22Mn-0.6C孿晶誘導塑性鋼中實現了UFG結構的量產。
快速而豐富的納米沉淀不僅阻止了新鮮再結晶的亞微米晶粒的生長,而且還通過Zener釘扎效應提高了所得UFG結構的熱穩定性。此外,由于其充分的連貫性和無序性,析出相在載荷作用下與位錯的相互作用較弱。這種方法可以制備晶粒尺寸為800±400納米的完全重結晶的UFG結構,而不會引入有害的晶格缺陷,如脆性顆粒和偏析的邊界。與不添加銅的鋼相比,UFG結構的屈服強度增加了一倍,達到約710兆帕,均勻延展性為45%,抗拉強度約為2,000兆帕。
這種晶粒細化的概念可以擴展到其他合金系統,并且制造過程可以很容易地應用于現有的工業生產線。相關結果以“Facile route to bulk ultrafine-grain steels for high strength and ductility”為題發表在Nature期刊上。
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