原子探针断层扫描技术和原位拉伸透射电子显微镜揭示了低碳贝氏体钢在室温下的应变时效机制

《Materials Chemistry and Physics》：Atom probe tomography and in-situ tensile transmission electron microscopy revealing strain aging mechanism at room temperature in a low carbon bainitic steel

低合金钢预应变0.8%后快速再加载引发室温应变时效硬化，透射电镜显示位错滑移带形成位错胞结构，原子探针证实碳原子在滑移带纳米尺度再分布并导致硬化。

　　

Q. Gao|X. Guo|W.H. Zhou|Z.J. Xie|X.F. Lu|X.L. Wang|C.J. Shang

北京科技大学先进金属与材料国家重点实验室，中国北京100083

摘要

在本研究中，观察到低碳贝氏体钢在预应变约为0.8%后，在室温下经过约2分钟的重新加载过程中出现了独特的应变时效硬化现象。为揭示应变时效硬化的机制，采用了原位拉伸透射电子显微镜（TEM）观察贝氏体晶条内的位错运动，并利用原子探针断层扫描（APT）技术研究了原子尺度上的碳元素重新分布情况。原位拉伸TEM观察结果表明，贝氏体晶条的变形与(13?2)_bcc和(12?1)_bcc滑移面上的位错胞的形成有关。APT结果证实，在预应变约为0.8%和重新加载后，碳原子在滑移面上发生了重新分布。碳元素的偏聚是导致应变时效硬化的原因。该研究直接证明了应变时效的微观机制是碳原子在室温下向纳米级位错滑移带的扩散与重新分布。