冷轧压下量及时效温度对内生复合钢板弱界面结合强度的影响蔡大勇张春玲荆天辅摘要：通过力学性能测试、扫描电镜及透射电镜观察，研究了冷轧压下量及时效温度对内生复合钢板弱界面结合强度的影响。结果表明：随着冷轧压下量的增加，弱界面的结合强度明显降低；而随着时效温度的上升，弱界面的结合强度呈现上升的趋势。关键词：内生复合钢板；弱界面；冷轧压下量；时效温度中图分类号：TG355.5；TG142.1文献标识码：A文章编号：1001-3814(2000)01-0007-03EffectsofCold-rolledReductionandAgingTemperatureonCohesionStrengthofWeakInterfaceofDISCCAIDa-yong,ZHANGChun-ling,JINGTian-fu（CollegeofMate.Sci.&Chemi.Eng.,YanshanUniversity）Abstract：Mechanicalpropertiestesting、SEMandTEMwasusedtostudytheeffectsofcold-rolledreductionandagingtemperatureonthecohesionoftheweakinterfaceofDISC.Theresultsshowthatthemorethecold-rolledreduction,thelowerthecohesionstrengthoftheweakinterface;andthehighertheagingtemperature,thehigherthecohesionstrengthoftheweakinterface.Keywords：DISC;weakinterface;cold-rolledreduction;agingtemperature▲1引言金属板材尤其是钢板在传统加工变形过程中，由于轧制工艺参数或夹杂物控制不当，常常发生分层开裂而导致报废。国内外研究人员为解决这一问题进行了大量工作，但都是在分析开裂机理的基础上，采用各种方法控制这类缺陷的产生或使之消除，使材料的力学性能恢复到原有水平［1～3］。但是，Embury将多层同材质金属薄板复合成金属层压板后，发现层压板中弱界面的存在使该种材料表现出优异的力学性能［4，5］。所以，如果能把金属在传统变形中形成的层状缺陷转化为类似金属层压板中的有益层状界面，那将是材料研究中突破性的进展。对15CrMnMoV钢淬火后得到的板条马氏体组织进行冷轧后，对其组织特征研究发现：其显微组织为均匀分布的层片状结构，层片沿轧面和轧向近平行排列。这样，通过冷轧在材料内部引入了大量的类似金属层压板的层片状结构，为区别于传统层压板，我们称之为塑性变形诱发内生复合钢板(Deformationinducedin-situcompositeplates)，简称DISC钢板。初步研究表明：DISC钢板具有超高强韧性，是解决超高强度材料易于低应力脆断这一世界难题的有效新途径。同时，DISC钢板在超高强度水平对裂纹和应力腐蚀不敏感，这主要归因于该复合板内部的弱界面，弱界面降低了板厚方向的约束，使得材料的韧性大大提高，从而使材料的强度潜力得到了充分的发挥［6，7］。目前对DISC钢板的研究还仅局限于一些常规力学性能方面，对于DISC钢板的复合机制以及弱界面的形成条件、结构、结合强度和力学行为的关系还有待深入研究。本文在前期工作的基础上，研究了冷轧压下量及时效温度对DISC钢板弱界面结合强度的影响。2试验材料及研究方法试验用15CrMnMoV钢，由抚顺特殊钢有限公司提供，熔炼方法为电炉加真空自耗，其化学成分w(%)为：0.16C，1.20Cr，0.80Mn，0.81Mo，0.28V，0.36Si,0.008S,0.015P,其余Fe。将60mm×60mm铸造方坯改锻为不同厚度的冷轧板坯，875℃×2h退火，940℃×25min盐炉加热奥氏体化，油冷获得低碳板条马氏体组织，550℃×90min时效后精加工到不同厚度，冷轧到同一厚度(3mm)，以获得不同的冷轧压下量(η=(H0-3)/H0，H0为原始厚度，3mm为终轧厚度)。时效处理后，即可获得具有层状晶粒结构的内生复合板，复合板中的弱界面平行于板面。通过拉伸及剪切试验测试不同冷轧压下量及时效温度DISC钢板的弱界面结合强度，利用透射电镜(TEM)及扫描电镜(SEM)观察材料的显微组织结构及断口形貌。3试验结果图1a为DISC钢板弱界面抗拉强度(σb)及剪切强度(τ)随冷轧压下量的变化关系。可见，随着冷轧压下量的增加，DISC钢板的弱界面σb及τ逐渐降低，即DISC钢板的弱界面结合强度随着冷轧变形量的增加呈现出下降的趋势。图1弱界面结合强度与冷轧压下量(a)、时效温度(b)的关系图1b为DISC钢板弱界面抗拉强度随时效温度的变化关系。可见，随着时效温度的升高，DISC钢板的弱界面抗拉强度呈现逐渐升高的趋势。4分析讨论4.1DISC钢板的显微...
