本文报道了通过相场模拟解决材料科学悬而未决的问题的最新突破。它们涉及增材制造中的凝固结构形成、贝氏体转变过程中的碳重新分布以及高温合金高温蠕变过程中的损伤开始。第一个例子涉及凝固过程中外延生长和成核之间的平衡。第二个例子涉及贝氏体转变中扩散控制和块状转变占主导地位的争议。第三个例子涉及高温合金中的定向粗化(筏化),这是一种扩散控制的相变:沉淀物相干性的丧失标志着与晶格旋转和拓扑反转相关的损伤的开始。本文根据需要回顾了相场法的技术细节,并讨论了该方法的局限性。
2000 年,我在纳瓦拉大学获得理学博士学位,在 CEIT 的 JM Rodriguez Ibabe 教授指导下完成了我的论文。我的研究重点是钒合金钢的温锻工艺,特别是钒沉淀在再结晶和微观结构强化中的作用。这项工作获得了第 41 届机械加工和钢铁加工会议的奖项以及 2000 年的钒奖。2000 年至 2003 年,我在剑桥大学由 Bhadeshia 爵士教授领导的相变小组担任研究员。在那里,我开发了新一代低温纳米结构贝氏体钢,通过设计高 C-高 Si 钢(其微观结构由纳米级贝氏体铁素体和富碳奥氏体组成),显著提高了拉伸强度和韧性。自 2003 年以来,我一直在 MATERALIA、CENIM 研究贝氏体微观结构。我的工作涵盖详细的微观结构表征、理解原子机制以及将微观结构特征与机械性能关联起来。这项研究得到了国际合作和行业伙伴关系的支持,获得了 Vanadium Award(2008 年)和 Cook/Ablett Award(2015 年)的认可。我协调并参与了 16 多个欧洲和西班牙研究项目,为 25 多个其他项目做出了贡献。我的出版物包括 153 篇 JCR 列出的论文(Q1 中的 56%)和 17 个书籍章节,引用次数超过 6700 次(Scopus),h 指数为 49。我指导了六篇博士论文、19 篇期末成绩和硕士论文,以及 25 多个实习,并发表了 40 多次受邀演讲。自 2019 年以来,我在 EUROMAT 会议上组织了一场关于先进钢铁的研讨会。我是《材料》、《金属》和《材料科学与工程进展》的编委会成员,拥有超过 300 份 WoS 认证的同行评审。此外,我还参加了各种国家和国际科学委员会,包括 AEI-Spain、SFI、UEFISCDI 和 NCN。目前,我领导 CENIM 的相变实验室,为冶金科学及其工业应用的进步做出贡献。
这是一篇关于先进高强度钢 (AHSS) 微观结构-性能关系理解的最新进展的观点论文。这些合金构成一类高强度可成型钢,主要设计为运输部门的板材产品。AHSS 通常具有非常复杂和多层次的微观结构,由铁素体、奥氏体、贝氏体或马氏体基体或这些成分的双相或甚至多相混合物组成,有时还富含沉淀物。这种复杂性使建立可靠的、基于机制的微观结构-性能关系具有挑战性。目前已有许多关于不同类型 AHSS 的优秀研究(例如双相钢、复相钢、相变诱导塑性钢、孪生诱导塑性钢、贝氏体钢、淬火和分配钢、压硬钢等),并且出现了几篇概述,其中讨论了它们的与机械性能和成型相关的工程特征。本文回顾了该领域微观结构和合金设计的最新进展,特别关注了利用复杂位错亚结构、纳米级沉淀模式、变形驱动转变和孪生效应的含锰钢的变形和应变硬化机制。本文还回顾了微合金纳米沉淀硬化钢和压硬化钢的最新发展。除了对其微观结构和性能进行批判性讨论外,还评估了它们的抗氢脆和损伤形成等重要特性。我们还介绍了应用于 AHSS 的先进表征和建模技术的最新进展。最后,讨论了机器学习、全过程模拟和 AHSS 的增材制造等新兴主题。这一观点的目的是找出这些不同类型的先进钢材在变形和损伤机制上的相似之处,并利用这些观察结果促进它们的进一步发展和成熟。
一艘船的建造使用寿命为20至30年。船舶退役是结束船舶运行的行为。拆解是拆除退役船舶的行为。拆除后的钢材可以作为废料出售或用于其他用途。在此背景下,该项工作旨在评估通过 MAG 焊接海军废料板材的接头。 X 射线荧光 (XRF) 显示所收到的材料符合碳钢 ASTM A131 标准。焊接后焊接接头组织为熔合区内的针状铁素体、晶界铁素体、魏氏体和马氏体;热影响区组织为铁素体、多边形铁素体、粒状贝氏体;以及母材中含有铁素体的珠光体。这些区域的硬度与其组成相一致。所得结果符合预期,证实了采用 MAG 工艺焊接海军废料并在新舰船上重复使用的可行性。
Hoeganaes 公司新泽西州辛纳明森 08077 摘要 汽车行业的设计师利用双相 (DP) 钢在碰撞过程中吸收大量能量的能力,从而提高驾驶员和乘客的安全性。车辆底盘上可从使用它们中受益的位置通常由撞击期间需要吸收的能量决定。考虑到这些能量吸收性能要求,设计了一种名为自由烧结低合金 (FSLA) 的 DP 钢,用于金属粘合剂喷射打印 (BJT),并应用于 BJT 和激光粉末床熔合 (PBF-LB),以将增材制造 (AM) 的使用扩展到这些应用中。之前的论文 [1-5] 证明了这种 DP 合金的多功能性,其中设计了多种热处理来提供所需的微观结构控制,以满足锻造 DP 低合金钢的广泛机械性能。结果表明,转变产物的比例可以从几乎全是铁素体变为由高百分比的贝氏体和/或马氏体以及少量铁素体组成。本文研究了原始 FSLA 的变体 FSLA 改进型 (FSLA Mod) 的冲击能量与经过几种热处理形成的微观结构的关系。研究重点关注微观结构的变化和由此产生的断裂表面与各自冲击能量的关系。此信息可用于设计适当的热处理,以产生正确的微观结构,满足多种应用对机械性能的需求。简介 DP 钢是一种用途广泛的先进高强度钢 (AHSS),通过热处理定制其微观结构,能够拥有各种机械性能。双相微观结构是通过在相图的两相 + (铁素体 + 奥氏体)区域对这些低碳钢进行临界退火并以预定速率冷却而产生的。
摘要:热锻模具受到周期性热应力作用,经常以热疲劳、磨损、塑性变形和断裂的形式失效。为延长热锻模具的使用寿命并降低总生产成本,提出了一种热锻模具梯度多材料线材电弧增材再制造方法。多材料梯度界面的性能对决定最终产品的整体性能起着至关重要的作用。本研究将热锻模具再制造区分为过渡层、中间层和强化层三个沉积层。在5CrNiMo热锻模具钢上进行了梯度材料线材电弧增材制造实验,对梯度界面的微观组织、显微硬度、结合强度和冲击性能进行了表征和分析。结果表明,梯度添加剂层及其界面无缺陷,梯度界面获得了高强度的冶金结合。梯度添加剂层的组织从底层到顶层呈现贝氏体到马氏体的梯度转变过程。显微硬度从基体层到表面强化层逐渐增加,在100 HV范围内形成三级梯度变化,3个界面的冲击韧性值分别为46.15 J/cm 2 、54.96 J/cm 2 、22.53 J/cm 2 ,冲击断口形貌从延性断裂到准解理断裂,梯度界面力学性能表现为硬度和强度梯度增加,韧性梯度降低。采用该方法再制造的热锻模具实际应用,平均寿命提高了37.5%,为热锻模具梯度多材料丝电弧增材再制造的工程应用提供了科学支撑。