Impact toughness and fracture propagation mechanism of NiAl precipitation-strengthened HSLA steels

材料科学 尼亚尔 脆化 断裂韧性 韧性 脆性 沉淀硬化 冶金 复合材料 断裂力学 降水 微观结构 合金 金属间化合物 物理 气象学
作者
Xiangyun Zhang,Jialong Wang,Tao Zhou,Ling Yan,Hao Yu
出处
期刊:Materials & Design [Elsevier BV]
卷期号:241: 112927-112927 被引量:2
标识
DOI:10.1016/j.matdes.2024.112927
摘要

Impact toughness is essential for evaluating the mechanical properties of ship hull steels. This study focused on understanding the embrittlement mechanism of NiAl precipitation-strengthened HSLA steels by integrating advanced characterization and atomic-scale calculations. The factors causing the deterioration of the impact toughness of NiAl precipitation-strengthened steels, which have been contentious, were identified. The embrittlement mechanism and crack propagation mode were revealed using first-principles calculations and 3D impact fracture morphology, respectively. The results suggested that the numerous homogeneous NiAl nanoparticles within the bcc-Fe matrix reduced the impact toughness of the HSLA steels. As the precipitate interparticle spacing (L) decreased, the impact toughness decreased until it attained a critical value (∼27 nm). This is interpreted effectively by the calculations indicating that the shear modulus (75 GPa) and fracture energy (4.5 J/m2) of the NiAl phase, particularly the NiAlMn phase (46 GPa, 4 J/m2), are significantly lower than those of bcc-Fe (83 GPa, 5 J/m2). This induces the fracture of nanoparticles under rapid impact loading, which functions as numerous crack initiations before plastic deformation of the matrix. The small L achieved after peak-hardening aging can result in the interconnection of these crack sources and cause instantaneous cleavage fractures, similar to brittle materials.

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
hankongli完成签到 ,获得积分10
刚刚
李健应助WYxipu采纳,获得10
刚刚
1秒前
hh发布了新的文献求助10
1秒前
3秒前
3秒前
Zhao完成签到 ,获得积分10
4秒前
晚风发布了新的文献求助10
4秒前
一月发布了新的文献求助10
5秒前
007关闭了007文献求助
5秒前
VirgoYn完成签到,获得积分0
5秒前
Gcole完成签到,获得积分10
5秒前
小白菜完成签到,获得积分10
7秒前
侯安琪完成签到,获得积分10
8秒前
qqqyoyoyo完成签到,获得积分10
8秒前
wx发布了新的文献求助290
8秒前
hh完成签到,获得积分20
8秒前
今后应助刺猬采纳,获得10
9秒前
酷波er应助菜鸟采纳,获得30
9秒前
云飞扬应助haoyooo采纳,获得10
10秒前
qqqyoyoyo发布了新的文献求助10
11秒前
egg2完成签到,获得积分10
11秒前
Rain发布了新的文献求助10
12秒前
dadaup完成签到 ,获得积分10
13秒前
烂漫幻柏发布了新的文献求助10
14秒前
14秒前
科研通AI6.4应助WUXIAOYONG采纳,获得10
15秒前
15秒前
123完成签到,获得积分10
15秒前
16秒前
想个名字完成签到,获得积分10
17秒前
共享精神应助科研通管家采纳,获得10
18秒前
Owen应助科研通管家采纳,获得10
18秒前
所所应助科研通管家采纳,获得10
18秒前
Mic应助科研通管家采纳,获得10
18秒前
打打应助科研通管家采纳,获得10
18秒前
Ava应助科研通管家采纳,获得10
18秒前
18秒前
科目三应助科研通管家采纳,获得10
18秒前
酷波er应助科研通管家采纳,获得10
18秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
The Organometallic Chemistry of the Transition Metals 800
Chemistry and Physics of Carbon Volume 18 800
The Organometallic Chemistry of the Transition Metals 800
Leading Academic-Practice Partnerships in Nursing and Healthcare: A Paradigm for Change 800
The formation of Australian attitudes towards China, 1918-1941 640
Signals, Systems, and Signal Processing 610
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 物理 内科学 复合材料 催化作用 物理化学 光电子学 电极 细胞生物学 基因 无机化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6438074
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8252332
关于积分的说明 17559564
捐赠科研通 5496363
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2898777
邀请新用户注册赠送积分活动 1875439
关于科研通互助平台的介绍 1716409