基于CALPHAD方法的沉淀强化合金设计研究，用于厚截面高强度高阻尼钢材

《METALLURGICAL AND MATERIALS TRANSACTIONS A-PHYSICAL METALLURGY AND MATERIALS SCIENCE》：A CALPHAD-Based Precipitation-Strengthened Alloy Design Study for Thick-Section High-Strength High-Damping Steels

　　

摘要

在需要降低振动和噪音的应用中，使用高阻尼钢具有优势。然而，强度与阻尼之间的固有权衡限制了其在承重应用中的使用。先前的研究已经找到了克服这一权衡的加工方法，例如通过部分再结晶，但这些方法不适合用于厚板制造。为了解决这一挑战，我们采用了基于CALPHAD的基因组设计框架，开发出一种具有沉淀强化作用的高强度、高阻尼钢，使其适用于厚板制造工艺。对完全均匀化并经过固溶处理的Fe–Mn–Nb–C设计原型的实验结果表明，所采用的沉淀强化策略使合金的强度提高了60%，同时在其低振荡应变幅度（<0.03%）下保持了其阻尼性能。此外，我们应用了Richman-Bolling技术对高阻尼Fe–Mn原型合金进行了热机械评估，证实了所采用的强化方法的有效性。这些发现不仅提供了其他见解，还证明了基因组设计是开发适用于厚板承重应用的高阻尼钢的一条有前景的途径。

图形摘要

此图像的替代文本可能是由AI生成的。

在需要降低振动和噪音的应用中，使用高阻尼钢具有优势。然而，强度与阻尼之间的固有权衡限制了其在承重应用中的使用。先前的研究已经找到了克服这一权衡的加工方法，例如通过部分再结晶，但这些方法不适合用于厚板制造。为了解决这一挑战，我们采用了基于CALPHAD的基因组设计框架，开发出一种具有沉淀强化作用的高强度、高阻尼钢，使其适用于厚板制造工艺。对完全均匀化并经过固溶处理的Fe–Mn–Nb–C设计原型的实验结果表明，所采用的沉淀强化策略使合金的强度提高了60%，同时在其低振荡应变幅度（<0.03%）下保持了其阻尼性能。此外，我们应用了Richman-Bolling技术对高阻尼Fe–Mn原型合金进行了热机械评估，证实了所采用的强化方法的有效性。这些发现不仅提供了其他见解，还证明了基因组设计是开发适用于厚板承重应用的高阻尼钢的一条有前景的途径。

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此图像的替代文本可能是由AI生成的。