一种新型高锰低温钢的力学性能及形变和热作用下的组织演变

发布时间：2024-07-10 22:55

　　本课题对一种质量分数为0.5%C、25%Mn和4%Cr新型高锰低温钢常温和低温机械性能进行了研究,并讨论了层错能与形变和热作用下显微组织演变关系。25Mn超低温奥氏体钢奥氏体基体具有很高的热稳定性,-196°C下仍具有很高的低温冲击韧性(201 J),并且从室温到-196°C都没有观察到明显的韧脆转变温度。室温到-196°C的冲击断口都表现为韧性断裂,在-196°C冲击式样中只检测到了2.5%的ε-马氏体。25Mn超低温奥氏体钢常温下屈服强度和抗拉强度分别为350 MPa和810 MPa,温度降低到-196°C时屈服强度和抗拉强度分别增加到820 MPa和1380MPa。室温下25Mn超低温奥氏体钢塑性变形机制受层错能(24.1 mJ/m²)控制,主要表现为机械孪生,而在-196°C条件下层错能降低到17.1 mJ/m²,受层错能影响此时塑性变形机制主要表现为机械孪生+马氏体相变。温度降低层错能降低,且低温时材料有更高的内应力,这都将促使马氏体产生。25Mn超低温奥氏体钢实际焊接接头母材、热影响区粗晶区和焊缝均有很高的裂纹尖端张开位移(CTO...

【文章页数】：62 页

【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 引言
    1.2 高锰奥氏体低温钢研究现状
    1.3 高锰钢加工强化机理
        1.3.1 位错强化
        1.3.2 孪晶强化
        1.3.3 动态应变时效强化
    1.4 形变过程中高锰钢显微组织变化
    1.5 高锰奥氏体钢晶界特征
    1.6 本课题研究意义
第2章 试验材料与试验方案
    2.1 试验材料
    2.2 试验方案
        2.2.1 材料强度测试
        2.2.2 冲击性能测试
        2.2.3 SEM观察形变作用下显微组织演变
        2.2.4 EBSD分析形变作用下织构、相比例与晶界特征
        2.2.5 TEM观察形变作用下组织超微结构形貌及晶体学关系
        2.2.6 焊接性试验
第3章 25Mn超低温奥氏体钢拉伸性能与强化机制
    3.1 层错能对形变机制的影响
    3.2 温度对25Mn超低温奥氏体钢拉伸性能的影响
    3.3 不同温度下拉伸断口形貌特征
    3.4 常温拉伸形变作用下25Mn超低温奥氏体钢显微组织演变
        3.4.1 拉伸形变量对机械孪晶的影响
        3.4.2 织构对机械孪生的影响
        3.4.3 ε-马氏体与α'-马氏体相变特征
        3.4.4 机械孪晶与ε-马氏体晶体学关系
    3.5 低温对拉伸过程中TWIP和 TRIP效应的影响
    3.6 本章小结
第4章 25Mn超低温奥氏体钢冲击性能与韧化机理
    4.1 25Mn超低温奥氏体钢冲击性能
        4.1.1 温度对25Mn超低温奥氏体钢冲击功的影响
        4.1.2 不同温度下示波冲击试验P-t曲线分析
    4.2 不同温度下冲击断口形貌分析
    4.3 低温对冲击过程中TWIP和 TRIP效应的影响
    4.4 本章小结
第5章 焊接接头与热模拟热影响区低温韧性研究
    5.1 实际焊接接头断裂韧性分析
    5.2 热模拟热影响区冲击韧性分析
        5.2.1 低温环境下示波冲击试验P-t曲线特征
        5.2.2 热模拟峰值温度对低温冲击试验前后组织与特殊晶界的影响
    5.3 本章小结
第6章 结论与展望
    6.1 结论
    6.2 展望
致谢
参考文献
附录1 攻读硕士学位期间发表的论文
附录2 攻读硕士学位期间参加的科研项目



本文编号：4004862