基于扭转工艺的梯度双相钢制备与性能研究
发布时间：2020-12-28 14:33
金属及其合金的强化和韧化,是材料研究领域的重点课题之一。但是通常情况下,大多数有效提高材料强度的方法,都会造成塑性的降低,这一现象被称为“强度-塑形矛盾”（strength–ductility trade-off）。研究发现,在金属材料中引入梯度结构,可以有效解决这一难题。梯度结构材料兼具高强度、高塑性和优良的表面性能,因此受到广泛的关注。但是目前存在的梯度材料制备方法,存在很多的局限,如普适性差、设备昂贵、材料尺寸小和界面结合差等。另外,在国内外研究中,关于梯度结构的引入、梯度结构对组织性能及力学性能影响的研究还不完善。在研究304奥氏体不锈钢的相变强化问题时,我们提出一种新策略,通过在奥氏体基体中引入梯度分布的马氏体相,以达到增强、增韧的目的。选择直径为10mm的商业冷轧态304SS不锈钢棒材,在1050℃下保温0.5h后水淬,获得完全奥氏体组织的不锈钢棒材。利用线切割制备扭转和拉伸样品。采用自由端扭转工艺（FET法）,获得形变诱发马氏体含量从边部到心部呈现梯度分布的AISI304奥氏体不锈钢棒材。比较了由单向扭转工艺（UT）和循环往复扭转工艺（CFRT）制备的梯度结构304钢的微...
【文章来源】：西南大学重庆市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：78 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
DP钢典型显微组织
图 1-2 分位错滑移及滑移产物Fig.1-2 Partial dislocation slip and slip products合金元素的含量对 TRIP/TWIP 钢的变形机制和力学性能具有重要的影响。如在高锰钢中，锰的含量在 15%-20%之间时，有利于 TRIP 效应的产生；锰的含量在20%以上时，则易于发生 TWIP 效应[41，42]。研究发现，在低锰含量时，抗拉强度最高可达 1100MPa；在高锰含量时，抗拉强度只有 650MPa，但是材料的延伸率达到 90%。由此可以看出，在金属材料的强化过程中，相变诱导塑性效应（TRIP），能够更有效的提高材料的强度；孪生诱发塑性效应（TWIP），则能够有效的提升材料的塑性。1.3 奥氏体不锈钢的冷变形强化行为研究提高材料的强度，一直以来是金属材料研究者的重要课题。根据强化机理的不同，可以大致分为固溶强化、细晶强化、形变强化和相变强化等。其中形变强
图 1-3 具有梯度结构的贝壳剖面图Fig.1-3 Shell Profile with Gradient Structure又称壳底，是贝壳中最坚韧的部分，是一种由文石晶体与有机整有序的“砖墙式结构”[58]。珍珠层。棱柱层是由定向排列的柱度适中。角质层则是由硬化蛋白质组成，形成一层极薄的表面物／无机物复合形成的梯度结构，赋予了贝壳壳体较高的硬度的侵害。另一个生物梯度材料的典型例子是牙齿，牙齿的组成。牙齿由四部分组成，分别是牙釉质、牙骨质、牙本质和牙髓软而内组成梯度结构。牙釉质是牙齿中最坚硬的部分，均匀覆盖为 1mm 左右。经过研究表明，牙釉质本身即存在从纳米尺寸到构，从而具有硬度高、耐磨性能好的特点。牙骨质覆盖于牙根牙釉质和牙骨质的内层，牙本质中央的髓腔内充满牙髓组织。现硬度和功能的梯度分布[59-60]。
【参考文献】：
期刊论文
[1]高强钢在车身的应用[J]. 王纯. 南方农机. 2019(04)
[2]轻量化节能技术研究[J]. 姚庆伟. 能源与节能. 2019(02)
[3]应变强化液化天然气罐车设计[J]. 张娟. 中国化工装备. 2019(01)
[4]高拉伸力学性能微纳结构316L不锈钢的制备[J]. 王金辉,时博,魏福安,喇培清. 热加工工艺. 2018(19)
[5]奥氏体不锈钢压力容器封头开裂分析[J]. 卢大为. 设备管理与维修. 2018(18)
[6]低镍奥氏体不锈钢冷变形和应变硬化机制研究[J]. 梁雪刚,陈安忠. 酒钢科技. 2018(02)
[7]不锈钢的分类、开发和展望[J]. 岑永权. 浙江冶金. 2018(02)
[8]核级不锈钢厚壁管道TIG焊工艺研究[J]. 刘金平,冯英超,潘国伟,任丽丽. 金属加工(热加工). 2018(05)
[9]奥氏体不锈钢应变强化研究现状[J]. 王宁,王娟,李亚江. 压力容器. 2018(04)
[10]高氮奥氏体不锈钢组织调控及加工硬化机制[J]. 赵英利,裴建明,陈雷,嵇爽,张雲飞. 材料热处理学报. 2018(03)
博士论文
[1]面向先进高强钢的韧性断裂预测模型研究与应用[D]. 穆磊.北京科技大学 2018
[2]含锰TRIP/TWIP钢的强韧化研究[D]. 谢盼.湖南大学 2018
[3]喷丸法制备TC4合金表层纳米晶及机制研究[D]. 刘印刚.西北工业大学 2016
[4]新型高强度和超高强度相变诱发塑性钢研制[D]. 刘仁东.东北大学 2013
[5]用牙髓干细胞构建牙齿样结构的实验研究[D]. 汪银雄.第四军医大学 2009
硕士论文
[1]晶粒尺寸对高锰奥氏体低温钢强韧性和加工硬化行为的影响[D]. 陈欢.钢铁研究总院 2018
[2]微合金化对孪晶诱导塑性（TWIP）钢力学性能和微观组织演变影响研究[D]. 周妍.中北大学 2018
[3]7075铝合金超声喷丸表面改性研究[D]. 王妍洁.山东大学 2017
[4]表面超声滚压对Ti-6Al-4V合金多尺度疲劳裂纹扩展行为的影响[D]. 蔡振.华东理工大学 2017
[5]钛合金高压扭转变形过程数值模拟研究[D]. 吕萌.合肥工业大学 2017
[6]梯度纳米纯钛的表面完整性及力学性能研究[D]. 李晓.华东理工大学 2016
[7]纯锆多道次ECAP变形细观有限元模拟[D]. 贾鹏博.西安建筑科技大学 2016
[8]ECAP工艺对H65黄铜第二相状态及性能影响的研究[D]. 胡玉军.江西理工大学 2015
[9]304奥氏体不锈钢低温压缩变形研究[D]. 王霞.中北大学 2015
[10]高强度TRIP钢的组织演变与性能分析[D]. 底华芳.东北大学 2013
本文编号：2943922
【文章来源】：西南大学重庆市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：78 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
DP钢典型显微组织
图 1-2 分位错滑移及滑移产物Fig.1-2 Partial dislocation slip and slip products合金元素的含量对 TRIP/TWIP 钢的变形机制和力学性能具有重要的影响。如在高锰钢中，锰的含量在 15%-20%之间时，有利于 TRIP 效应的产生；锰的含量在20%以上时，则易于发生 TWIP 效应[41，42]。研究发现，在低锰含量时，抗拉强度最高可达 1100MPa；在高锰含量时，抗拉强度只有 650MPa，但是材料的延伸率达到 90%。由此可以看出，在金属材料的强化过程中，相变诱导塑性效应（TRIP），能够更有效的提高材料的强度；孪生诱发塑性效应（TWIP），则能够有效的提升材料的塑性。1.3 奥氏体不锈钢的冷变形强化行为研究提高材料的强度，一直以来是金属材料研究者的重要课题。根据强化机理的不同，可以大致分为固溶强化、细晶强化、形变强化和相变强化等。其中形变强
图 1-3 具有梯度结构的贝壳剖面图Fig.1-3 Shell Profile with Gradient Structure又称壳底，是贝壳中最坚韧的部分，是一种由文石晶体与有机整有序的“砖墙式结构”[58]。珍珠层。棱柱层是由定向排列的柱度适中。角质层则是由硬化蛋白质组成，形成一层极薄的表面物／无机物复合形成的梯度结构，赋予了贝壳壳体较高的硬度的侵害。另一个生物梯度材料的典型例子是牙齿，牙齿的组成。牙齿由四部分组成，分别是牙釉质、牙骨质、牙本质和牙髓软而内组成梯度结构。牙釉质是牙齿中最坚硬的部分，均匀覆盖为 1mm 左右。经过研究表明，牙釉质本身即存在从纳米尺寸到构，从而具有硬度高、耐磨性能好的特点。牙骨质覆盖于牙根牙釉质和牙骨质的内层，牙本质中央的髓腔内充满牙髓组织。现硬度和功能的梯度分布[59-60]。
【参考文献】：
期刊论文
[1]高强钢在车身的应用[J]. 王纯. 南方农机. 2019(04)
[2]轻量化节能技术研究[J]. 姚庆伟. 能源与节能. 2019(02)
[3]应变强化液化天然气罐车设计[J]. 张娟. 中国化工装备. 2019(01)
[4]高拉伸力学性能微纳结构316L不锈钢的制备[J]. 王金辉,时博,魏福安,喇培清. 热加工工艺. 2018(19)
[5]奥氏体不锈钢压力容器封头开裂分析[J]. 卢大为. 设备管理与维修. 2018(18)
[6]低镍奥氏体不锈钢冷变形和应变硬化机制研究[J]. 梁雪刚,陈安忠. 酒钢科技. 2018(02)
[7]不锈钢的分类、开发和展望[J]. 岑永权. 浙江冶金. 2018(02)
[8]核级不锈钢厚壁管道TIG焊工艺研究[J]. 刘金平,冯英超,潘国伟,任丽丽. 金属加工(热加工). 2018(05)
[9]奥氏体不锈钢应变强化研究现状[J]. 王宁,王娟,李亚江. 压力容器. 2018(04)
[10]高氮奥氏体不锈钢组织调控及加工硬化机制[J]. 赵英利,裴建明,陈雷,嵇爽,张雲飞. 材料热处理学报. 2018(03)
博士论文
[1]面向先进高强钢的韧性断裂预测模型研究与应用[D]. 穆磊.北京科技大学 2018
[2]含锰TRIP/TWIP钢的强韧化研究[D]. 谢盼.湖南大学 2018
[3]喷丸法制备TC4合金表层纳米晶及机制研究[D]. 刘印刚.西北工业大学 2016
[4]新型高强度和超高强度相变诱发塑性钢研制[D]. 刘仁东.东北大学 2013
[5]用牙髓干细胞构建牙齿样结构的实验研究[D]. 汪银雄.第四军医大学 2009
硕士论文
[1]晶粒尺寸对高锰奥氏体低温钢强韧性和加工硬化行为的影响[D]. 陈欢.钢铁研究总院 2018
[2]微合金化对孪晶诱导塑性（TWIP）钢力学性能和微观组织演变影响研究[D]. 周妍.中北大学 2018
[3]7075铝合金超声喷丸表面改性研究[D]. 王妍洁.山东大学 2017
[4]表面超声滚压对Ti-6Al-4V合金多尺度疲劳裂纹扩展行为的影响[D]. 蔡振.华东理工大学 2017
[5]钛合金高压扭转变形过程数值模拟研究[D]. 吕萌.合肥工业大学 2017
[6]梯度纳米纯钛的表面完整性及力学性能研究[D]. 李晓.华东理工大学 2016
[7]纯锆多道次ECAP变形细观有限元模拟[D]. 贾鹏博.西安建筑科技大学 2016
[8]ECAP工艺对H65黄铜第二相状态及性能影响的研究[D]. 胡玉军.江西理工大学 2015
[9]304奥氏体不锈钢低温压缩变形研究[D]. 王霞.中北大学 2015
[10]高强度TRIP钢的组织演变与性能分析[D]. 底华芳.东北大学 2013
本文编号：2943922
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