DP980钢样品的硬度映射

汽车行业需要具有很高强度的钢铁，并且通过持续的发展不断满足这种需求。这项研究的一种果实是晚期双相（DP）钢。这是具有微观结构的钢，其特征是由铁氧体制成的柔软相，其中将其较硬，更坚固的矿物质的谷物分散。

较旧的DP钢将具有低屈服强度的相结合在一起，其强度很高。然而，较新的现象在软铁氧体相中使用了称为固体硬化硬化的现象，以产生增强的屈服强度。

结果，这些用于制造用于汽车应用的结构和安全组件，包括纵向梁，横梁和增援部队。在他们进入商业生产之前，至关重要的是要全面研究其机械属性。

钢的微观结构决定了它们的坚固和延性。现在可以通过调节影响其微观结构的因素来设计具有所需的机械性能的钢。这些包括制造合金时引入的元素以及用于处理它们的机械或热处理的类型。

在其表征期间，几种技术用于评估对其机械性能具有可测量影响的性状，例如晶粒尺寸的分布，任何沉淀物的分布以及钢的方向平均分布，称为其质地。在本文中，描述了硬度映射来表征DP钢样品的柔软和硬阶段。

这有助于以定量方式评估相位的性质，前提是压痕测试的变形体积足够小，仅适合一个相，并且如果有足够的凹痕以确保对两个阶段进行测试。

图1。100x100凹痕模式的地形图像。SPM图像显示了60x60μm图案面积的15x15μm扫描。

程序

对于此测试，通过用OPS（氧化抛光悬浮液）磨碎和抛光DP980钢样品以获得光滑的表面。然后，这已经准备好进行纳米硬度测试。样品安装在hysitron^®TI 980 TriboIndenter^®并使用用尖锐的Berkovich探针制成的100x100凹痕网格对XPM™进行了硬度测试。

地图采集花费了一个半小时，并在半厚度的位置覆盖了60x60μm的面积。每个负载周期的消耗为400毫秒，探针渗透到大约50 nm的深度。图1中的SPM图像显示了10,000点的压痕阵列的单个子集。

结果

图2显示了硬度图，这使得可以通过测得的硬度值快速识别铁氧体和马氏体相。在图3中，图显示了如何分布10,000个凹痕的硬度（如红色三角形）。如果使用高斯分布，则可以计算不同阶段的相对量。

铁氧体的分布适用于0到5.8 GPa之间的硬度的数据点，而马氏体的分布则适合于8.4 GPA的硬度值。5.8和8.4 GPA之间的数据值显示出显着的重叠，因此不用于此拟合。如果使用电子反向散射衍射（EBSD）映射材料，则大约33％的表面积（如图2中的黑色区域所见）归因于马氏体，而铁氧体的峰面积为2：1。

图3显示了一条黑色曲线，该曲线表示两种高斯拟合曲线的组合，但与在5.8至8.4 GPA之间的值范围内实验确定的实际分布无关。通过这种方式，模型对此过渡范围内的测量数据的说明太少。

与实验值的这种偏差是对相位界面上进行了多少凹痕的量度，因为它们导致了这两个相的变形而不成为高斯曲线的一部分。这有助于发现10,000个凹痕中有2,800个在相间陷入困境。铁氧体和马氏体的硬度值分别为4.8 GPA和8.3 GPA。

图2。DP980的60x60μmEBSD图的结果。颜色表示铁素体晶粒的大小和方向。黑色区域表明，合金中的马氏体相分布沿滚动方向拉伸。在钢板的一半厚度下进行测量。（底部）具有100x100压痕网格的60x60μm硬度图的结果。如颜色尺度所示，马氏体的硬度比铁氧体的硬度高得多。

图3。样品DP980上的硬度分布，由10,000个硬度测量结果确定。

结论

XPM纳米硬度测试提供了DP钢的机械性能的快速且高度信息的表征。它的重要优势包括能够缩进高达50 nm的深度，塑料区域受到良好的控制，这意味着可以测试带有小谷物的钢。硬度映射的自动化，以便可以在最少的实际动手时间内获取大量数据；和强大的数据分析软件。

此信息已从布鲁克·纳米（Bruker Nano）表面提供的材料中采购，审查和改编。亚博网站下载

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