加工工艺对奥氏体先进高强钢组织与力学性能的影响

发布时间：2017-05-10 12:06

  本文关键词：加工工艺对奥氏体先进高强钢组织与力学性能的影响，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：随着对安全性能和降低能耗的需求日益增加,急需一种综合性能优越的结构材料,满足汽车车身材料轻量化、安全性和节能三方面的要求。因而对奥氏体不锈钢和TWIP钢的研究非常重要。本文主要通过冷轧、温轧和冷轧加退火三种不同的方式对301L不锈钢进行加工,研究了变形量、轧制温度以及退火工艺对其力学性能和微观结构的影响；分析了材料的强韧化机理,得到了优化的加工工艺。同时对TWIP钢进行温轧和冷轧加退火处理,讨论了温轧压下量和退火温度对其力学性能和微观结构的影响以及TWIP钢的强韧化机制。301L不锈钢在冷轧过程中产生大量α马氏体,高密度位错、层错与马氏体的交互作用使材料屈服强度提高,塑性明显降低。在温轧过程中,不发生马氏体相变,高密度的层错和位错使屈服强度提高,塑性有所降低。301L不锈钢冷轧后退火,随退火时间增加,屈服强度增加,退火24 h达到极值。随退火温度升高,屈服强度增加,450℃退火达到极值。随压下量增加,屈服强度提高值增加,压下量为20%时达到极值。间隙原子对位错的钉扎作用使材料屈服强度提高,马氏体相变使材料延伸率基本保持不变。301L不锈钢冷轧20%后在450℃下退火24 h,屈服强度达到1164MPa,延伸率为28%,其延伸率与冷轧20%的样品相当,屈服强度提高将近500 MPa。冷轧组织中含有大量位错、切变组织和α马氏体。退火后,在α马氏体中有纳米级的碳氮化物析出,可以钉扎α马氏体,使α马氏体在后续的拉伸变形过程中不再长大,阻碍奥氏体的屈服,从而进一步提高屈服强度。TWIP钢在温轧过程中,产生高密度位错,屈服强度提高,塑性下降。在退火过程中,可动位错与间隙原子之间的相互作用造成屈服强度提高,缺陷密度降低以及大量析出相在晶界和晶粒的析出使得塑性下降。
【关键词】：奥氏体不锈钢 TWIP钢 冷轧 温轧 退火 强化
【学位授予单位】：浙江大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TG142.1
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第一章 绪论10-28
• 1.1 引言10-11
• 1.2 奥氏体不锈钢研究现状11-23
• 1.2.1 奥氏体不锈钢概述11-12
• 1.2.2 奥氏体不锈钢的变形机制12-19
• 1.2.3 奥氏体不锈钢的强韧化研究现状19-23
• 1.3 TWIP钢研究现状23-26
• 1.3.1 TWIP钢的变形机制24-25
• 1.3.2 TWIP效应的影响因素25-26
• 1.3.3 TWIP钢的强韧化研究26
• 1.4 本文立题依据及主要研究内容26-28
• 第二章 实验方法28-32
• 2.1 实验材料与实验方案28-29
• 2.1.1 实验材料28-29
• 2.1.2 实验工艺方案29
• 2.2 组织结构表征29-30
• 2.3 力学性能测试30-32
• 第三章 轧制工艺对不锈钢结构和性能的影响32-46
• 3.1 引言32
• 3.2 冷轧工艺32-38
• 3.2.1 力学性能32-33
• 3.2.2 结构演化33-38
• 3.3 温轧工艺38-45
• 3.3.1 力学性能38-41
• 3.3.2 结构演化41-45
• 3.4 本章小结45-46
• 第四章 退火工艺对不锈钢结构和性能的影响46-66
• 4.1 引言46
• 4.2 退火时间的影响46-49
• 4.2.1 力学性能46-48
• 4.2.2 微观组织结构48-49
• 4.3 退火温度的影响49-54
• 4.3.1 力学性能49-51
• 4.3.2 微观组织结构51-54
• 4.4 冷轧压下量的影响54-59
• 4.4.1 力学性能54-55
• 4.4.2 微观组织结构55-59
• 4.5 强韧化机理研究59-62
• 4.5.1 烘烤硬化59-60
• 4.5.2 析出相强化60-62
• 4.6 冷轧退火对316不锈钢结构和性能的影响62-65
• 4.6.1 力学性能62-63
• 4.6.2 结构演化63-65
• 4.7 本章小结65-66
• 第五章 轧制工艺对TWIP钢结构和性能的影响66-74
• 5.1 引言66
• 5.2 温轧工艺66-69
• 5.2.1 力学性能66-68
• 5.2.2 结构演化68-69
• 5.3 冷轧退火工艺69-72
• 5.3.1 力学性能69-70
• 5.3.2 结构演化70-72
• 5.4 本章小结72-74
• 第六章 结论74-76
• 参考文献76-84
• 致谢84-86
• 个人简介86-88
• 攻读学位期间发表的学术论文与取得的其他研究成果88

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