ZrO2粒子弥散强化Q345钢的制备、显微组织与力学性能

采用中频感应熔炼炉熔化钢液和喂丝法相结合的技术,将ZrO2粒子与铁粉混合物的预制棒加入到Q345钢熔液中,制备不同ZrO2粒子含量(0％、5％和1.2％,质量分数)的弥散强化Q345钢.通过光学显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)和透射电子显微镜(TEM)观察铸态、正火态和淬火态弥散强化钢的显微组织和拉伸断口形貌,并分析ZrO2粒子弥散强化Q345钢的强化机理和断裂机理.结果显示,ZrO2粒子弥散强化Q345钢的强度得到显著提高;ZrO2粒子附近形成的位错胞以及 ZrO2粒子的钉轧作用是弥散强化钢力学性能提高的主要强化机理;另外,硬质马氏体相、晶粒细化和高含量 ZrO2粒子在强化过程中均起到重要作用.采用纳米压痕仪对弥散强化钢的硬度和变形能力进行研究.结果表明,ZrO2粒子弥散强化Q345钢的硬度随ZrO2粒子含量的增加而提高.