北科大《Acta Materialia》：增材制造马氏体时效钢的氢脆行为！

        18Ni(300) 马氏体时效钢以金属间化合物强化的韧性 Fe-Ni 马氏体为基体，具有超高强度、良好的韧性和加工性能。它被广泛应用于航空、航天和模具等领域。最近，一种典型的金属增材制造方法--激光粉末熔床（L-PBF）技术已被应用于在这些熔炉中快速成型形状复杂的产品。目前，对 L-PBF 18Ni(300) 钢的研究大多集中在制备和热处理工艺的优化上。然而，作为一种超高强度钢（UHSS），氢脆（HE）是服役安全中必须考虑的重要潜在风险。受复杂微结构演变的影响，不同时效状态下马氏体时效钢氢脆（HE）的主导因素并不明确。
       来自北京科技大学的学者通过实验和数值模拟系统地阐明了这一基本问题。在欠时效和峰值时效状态下，弥散相干ω/基体界面和尖锐半相干η-Ni3Ti/基体界面分别充当可逆陷阱。它们不同的界面特性决定了两种状态下陷阱密度的差异。陷阱密度越低，氢扩散速度越快，晶格中的氢含量也越高，导致欠时效状态下的 HE 最差。在峰值时效状态下，最高的陷阱密度缓解了这种情况。在过时效状态下，与 η-Ni3Ti/基质界面相比，新形成的 Laves-Fe2Mo/ 基质界面起到了略深的捕集作用，但界面面积的减少降低了捕集密度，反而加速了氢扩散。即便如此，还原奥氏体
steel by experiments and numerical simulations”标题发表在Acta
     Materialia。对延展性的改善进一步缓解了这种状态下的高热敏感性。相关文章以“Research on hydrogen embrittlement behavior of L-PBF 18Ni(300) maraging
     论文链接：https://doi.org/10.1016/j.actamat.2023.119141

本研究关注了时效温度对L-PBF 18Ni(300) 钢 HE 行为的影响。主要结论如下：(1) 在欠时效状态下，弥散的相干ω/基体界面起到了弱陷阱的作用。在峰值时效状态下，尖锐的半相干η-Ni3Ti/基体界面由于较高的晶格误差而成为稍深的陷阱。这种界面性质的变化可能决定了两种状态下陷阱密度的不同。(2) 在欠时效状态下，最低的陷阱密度导致氢扩散速度最快，晶格中的氢含量最高，从而引起最严重的高热。在峰值时效状态下，最高的陷阱密度缓解了这种情况。(3) 在过时效状态下，新形成的 Laves-Fe2Mo/ 矩阵界面比 η-Ni3Ti/ 矩阵界面起着稍深的捕集作用，但界面面积的减少降低了捕集密度，反而加速了氢扩散。即便如此，还原奥氏体改善的延展性进一步缓解了这种状态下的高热敏感性。（文：SSC）