等通道转角挤压处理超高强度钢的强韧化机制

超高强度钢是航空和军工上非常重要的结构材料，然而其塑韧性偏低一直是困扰学术和工程界的难题。本项目拟以超高强度马氏体时效钢（18Ni型）为研究对象，利用等通道转角挤压（ECAP）技术结合时效热处理的方法使组织超细化、析出相高度弥散化，以提高强韧性。通过对力学性能、微观结构以及热力学行为的测试和表征，研究ECAP＋时效处理后超高强度钢的力学性能与微观结构的关系。研究结果将揭示：（1）ECAP细化超高强度钢马氏体板条组织的规律和时效析出物高度弥散化的原因；（2）严重塑性变形对析出相析出位置、形态和分布的影响，超细晶组织中析出相的析出晶体学和热力学特征；（3）ECAP对超高强度钢力学性能的影响和析出相高度弥散分布的超细晶组织的力学性能和强韧化机理。研究结果将为探索超高强度钢的强韧化途径提供实验依据和理论基础，对发展工程化的高强、高韧金属材料具有一定的参考价值。

本项目以马氏体时效钢为研究对象，利用等通道转角挤压（ECAP）方法在室温下制备出纳米晶板条马氏体组织。采用金相、TEM和EBSD结构表征技术，研究在ECAP过程中马氏体时效钢的晶粒细化、微观结构演化和力学性能，以及ECAP结合时效处理后马氏体时效钢的力学性能与微观结构的关系。其中，以研究大应变量的引入对马氏体时效钢的时效结构和相应拉伸性能影响为重点，分析了ECAP挤压后时效处理马氏体时效钢组织中多级纳米结构的形成机理和相应的强化机制。研究结果揭示：（1）等通道转角挤压（ECAP）过程中马氏体时效钢的微观结构演化和力学性能的对应关系；（2）纳米晶板条马氏体的形成机理和特征；（3）ECAP结合时效处理对马氏体时效钢力学行为的影响和强化机制；（4）ECAP对马氏体时效钢时效结构（析出相的种类、形态、分布及密度等）的影响。研究结果将为探索超超高强度钢的强韧化途径提供实验依据和理论基础，对发展工程化的高强、高韧金属材料具有一定的参考价值。