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制样方法对金属样品的纳米压入测试结果具有重要影响。明确制样方法对钢中相纳米压入测试结果的影响,可为钢的组织性能设计及强化机制的研究提供可靠依据。
本文考察了机械抛光、机械抛光+化学浸和机械抛光+电解抛光三种制样方法对低碳低合金钢,机械抛光、机械抛光+化学浸、机械抛光+电解抛光和机械抛光+电解浸蚀四种制样方法对超级双相不锈钢的纳米压入行为的影响,探讨了钢中相力学性能的表征方法。
通过低碳低合金三种钢样的纳米压入实验,发现制样方法对杨氏模量平均值影响不大,但同一种制样方法测定同一试样时数据的偏差较大。通过试样表面粗糙度分析,发现试样表面的粗糙度影响了数据的集中程度。以IF钢为例,机械抛光、机械抛光+化学浸蚀和机械抛光+电解抛光试样表面的粗糙度分别为0.4nm、10nm和12nm。
制样方法对硬度平均值的影响较大,以IF钢为例,三种制样方法的硬度平均值分别为3.35GPa、2.67GPa和1.96GPa。与其对应的IF钢试样表面的残余应力分别为-114.5MPa、-86.20MPa和-10.53MPa,研究认为机械抛光在试样表面形成了加工硬化层,化学浸蚀可部分去除硬化层,而电解抛光可完全效消除硬化层。可以确定采用机械抛光+电解抛光制样方法是纳米压入测试最佳的制样方法。
对化学成分相同的铸态和锻态两种超级双相不锈钢试样进行了纳米压入表征的研究。研究结果表明,制样方法对测试结果的影响与低碳低合金钢类似。即试样表面处理方法对铁素体或奥氏体杨氏模量测试结果影响不大,对硬度测试结果有较大影响。锻态试样的硬度平均值明显高于铸态试样;同一试样中铁素体和奥氏体的硬度差别不大,但铁素体的杨氏模量平均值高于奥氏体。