70Si3Mn无碳化物贝氏体钢的变形行为研究
发布时间：2021-01-09 22:46
本文以70Si3Mn无碳化物贝氏体钢为研究对象。利用混合修正原则和Swift方程研究了宏观应力应变在体积分数变化的各微观组成相中的分配规律,并且研究了应变速率和温度对试验钢力学性能的影响。研究结果表明,在变形过程中,试验钢中的贝氏体铁素体承担了80.0-88.3%的应变和73.6-93.2%的应力;残余奥氏体承担了10.2-19.4%的应变和不超过8%的应力;新生成的马氏体承担的应变较低,但在变形后期承担了22.7%的应力。在单位体积分数下,残余奥氏体的变形量最大,且随宏观变形的增加,尽管残余奥氏体的体积分数大幅度降低,但其变形量增加幅度加快,说明了残余奥氏体自身较强的变形能力;单位体积分数下马氏体承担的应力最大,说明了硬脆的马氏体拥有较强的承担应力的能力。通过对计算结果的讨论与推演,建立了三相协调变形的模型,揭示了各相间协同变形的规律和机理。随着应变速率的增高,试验钢的抗拉强度、屈服强度和均匀延伸率逐渐降低。研究结果表明,在较低的应变速率下变形时,残余奥氏体的转变速率低,这使得在相同应变量下,低应变速率变形试样中拥有更多含量的残余奥氏体,此时,更多含量的残余奥氏体可以更有效的发挥TR...
【文章来源】：燕山大学河北省
【文章页数】：72 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
无碳化物贝氏体钢的组织照片
物贝氏体钢的强塑性复合更好。Sharma 等[6]将研究材处理工艺获得了低碳无碳化物贝氏体组织，该组织拥抗拉强度为 1656MPa，屈服强度 1557MPa，而延伸率预变形处理对无碳化物贝氏体钢强塑性能的影响，通 30%试样性能的对比发现，虽然试验材料的强塑积随，但当变形量达到 30%时，其强塑积仍可达到 16G体和薄膜状的残余奥氏体具有非常明显的尺寸强化效强塑性的提高十分有利，Qian 等[8]向低碳钢中添加合理工艺的优化在 320°C 等温 84min 时获得了这种细小，该组织拥有韧性（超过 132J/cm2），塑性（~20%）和强一般认为，残余奥氏体的含碳量越高则其机械稳定性n[9]等发现更高碳含量的残余奥氏体可以显著提高材料 一 种 碳 含 量 为 0.9wt% 的 无 碳 化 物 贝 氏 体 钢 其a，延伸率达到了惊人的 16-34%。
320°C 和 395°C 等温淬火获得了两种不同组织形态的中碳无碳化物贝氏体组织，在低周疲劳试验中，0.8%的应变幅下，320°C 等温组织的疲劳寿命周次超过了 104，而无论在 0.52%还是 0.8%的应变幅下 320°C 等温组织的疲劳寿命总是高于 395°C的等温组织，如图 1-3 所示，研究发现 395°C 的等温组织在早期疲劳阶段的循环软化行为会增加试样的塑性应变，这些塑性应变会降低材料的疲劳寿命，而在320°C 等温组织中更细的铁素体板条束可以改变较小疲劳裂纹的扩展方向并且降低裂纹扩展速率，这大大有益于材料的疲劳性能。此外，尺寸细小的无碳化物贝氏体组织拥有更多的相界面，疲劳裂纹通过这些界面需要更多的能量，而裂纹在残余奥氏体相中扩展所需能力较低，因此，疲劳裂纹会优先在残余奥氏体相中扩展，此时相当一部分的残余奥氏体会在应力-应变的作用下发生相变，释放应力集中，这无疑会使材料的疲劳性能大大提高，例如，Zheng 等研究了一种具有 10%体积分数残余奥氏体的无碳化物贝氏体钢的滚动接触疲劳性能，该材料在 1.7GPa的高接触应力下依然表现出了不俗的抗疲劳性能[10]。
【参考文献】：
期刊论文
[1]工业4.0在钢铁工业中的发展路径[J]. 谢世殊,郭朝晖,刘献东. 宝钢技术. 2015(06)
[2]双相钢组成相的变形行为及其影响因素[J]. 魏兴,付立铭,刘世昌,王巍,单爱党. 材料研究学报. 2013(06)
[3]Mo和Ni对高强无碳化物贝氏体钢组织转变与力学性能的影响[J]. 陈雨来,董长征,蔡庆伍,万德成,李亮,齐越. 材料工程. 2013(09)
[4]铸造无碳化物贝氏体耐磨钢的研究与应用[J]. 程巨强,刘志学. 铸造. 2011(04)
[5]金属拉伸试样的断口分析[J]. 李红英. 山西大同大学学报(自然科学版). 2011(01)
[6]新一代高强塑性钢的开发与应用[J]. 李光瀛,周积智. 轧钢. 2011(01)
[7]C-Si-Mn冷轧双相钢的应变硬化特性[J]. 邝霜,康永林,于浩,刘仁东. 材料工程. 2009(02)
[8]双相钢高温组织和抗拉强度的Thermo-Calc计算与实验研究[J]. 黄群飞,何燕霖,刘华初,史文,李麟. 上海金属. 2008(05)
[9]贝氏体车轮钢性能分析[J]. 付秀琴,张斌,张弘,张明如. 中国铁道科学. 2008(05)
[10]410S21钢高温拉伸性能研究及数值模拟[J]. 陈仙凤,金杰. 上海金属. 2008(03)
本文编号：2967536
【文章来源】：燕山大学河北省
【文章页数】：72 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
无碳化物贝氏体钢的组织照片
物贝氏体钢的强塑性复合更好。Sharma 等[6]将研究材处理工艺获得了低碳无碳化物贝氏体组织，该组织拥抗拉强度为 1656MPa，屈服强度 1557MPa，而延伸率预变形处理对无碳化物贝氏体钢强塑性能的影响，通 30%试样性能的对比发现，虽然试验材料的强塑积随，但当变形量达到 30%时，其强塑积仍可达到 16G体和薄膜状的残余奥氏体具有非常明显的尺寸强化效强塑性的提高十分有利，Qian 等[8]向低碳钢中添加合理工艺的优化在 320°C 等温 84min 时获得了这种细小，该组织拥有韧性（超过 132J/cm2），塑性（~20%）和强一般认为，残余奥氏体的含碳量越高则其机械稳定性n[9]等发现更高碳含量的残余奥氏体可以显著提高材料 一 种 碳 含 量 为 0.9wt% 的 无 碳 化 物 贝 氏 体 钢 其a，延伸率达到了惊人的 16-34%。
320°C 和 395°C 等温淬火获得了两种不同组织形态的中碳无碳化物贝氏体组织，在低周疲劳试验中，0.8%的应变幅下，320°C 等温组织的疲劳寿命周次超过了 104，而无论在 0.52%还是 0.8%的应变幅下 320°C 等温组织的疲劳寿命总是高于 395°C的等温组织，如图 1-3 所示，研究发现 395°C 的等温组织在早期疲劳阶段的循环软化行为会增加试样的塑性应变，这些塑性应变会降低材料的疲劳寿命，而在320°C 等温组织中更细的铁素体板条束可以改变较小疲劳裂纹的扩展方向并且降低裂纹扩展速率，这大大有益于材料的疲劳性能。此外，尺寸细小的无碳化物贝氏体组织拥有更多的相界面，疲劳裂纹通过这些界面需要更多的能量，而裂纹在残余奥氏体相中扩展所需能力较低，因此，疲劳裂纹会优先在残余奥氏体相中扩展，此时相当一部分的残余奥氏体会在应力-应变的作用下发生相变，释放应力集中，这无疑会使材料的疲劳性能大大提高，例如，Zheng 等研究了一种具有 10%体积分数残余奥氏体的无碳化物贝氏体钢的滚动接触疲劳性能，该材料在 1.7GPa的高接触应力下依然表现出了不俗的抗疲劳性能[10]。
【参考文献】：
期刊论文
[1]工业4.0在钢铁工业中的发展路径[J]. 谢世殊,郭朝晖,刘献东. 宝钢技术. 2015(06)
[2]双相钢组成相的变形行为及其影响因素[J]. 魏兴,付立铭,刘世昌,王巍,单爱党. 材料研究学报. 2013(06)
[3]Mo和Ni对高强无碳化物贝氏体钢组织转变与力学性能的影响[J]. 陈雨来,董长征,蔡庆伍,万德成,李亮,齐越. 材料工程. 2013(09)
[4]铸造无碳化物贝氏体耐磨钢的研究与应用[J]. 程巨强,刘志学. 铸造. 2011(04)
[5]金属拉伸试样的断口分析[J]. 李红英. 山西大同大学学报(自然科学版). 2011(01)
[6]新一代高强塑性钢的开发与应用[J]. 李光瀛,周积智. 轧钢. 2011(01)
[7]C-Si-Mn冷轧双相钢的应变硬化特性[J]. 邝霜,康永林,于浩,刘仁东. 材料工程. 2009(02)
[8]双相钢高温组织和抗拉强度的Thermo-Calc计算与实验研究[J]. 黄群飞,何燕霖,刘华初,史文,李麟. 上海金属. 2008(05)
[9]贝氏体车轮钢性能分析[J]. 付秀琴,张斌,张弘,张明如. 中国铁道科学. 2008(05)
[10]410S21钢高温拉伸性能研究及数值模拟[J]. 陈仙凤,金杰. 上海金属. 2008(03)
本文编号：2967536
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