微合金化TWIP钢组织性能研究

发布时间：2017-09-13 14:20

  本文关键词：微合金化TWIP钢组织性能研究

  更多相关文章： 微观组织 层错能 形变孪晶 力学性能 变形机制

【摘要】：近年来,汽车产业发展迅猛,拉动了对汽车用材料的需求。同时,安全性以及节能减排已经成为汽车业的发展趋势。TWIP(Twinning Induced Plasticity Steels)钢具有优异的力学性能,其延伸率能达到95%,强度达到1100MPa,这是由于变形过程中发生的孪生诱发塑性效应(Twining Induced Plasticity,TWIP效应)或马氏体相变诱发塑性(Transformation induced plasticity,TRIP效应),在汽车行业具有很好地应用前景。尽管关于单一Nb、V和Ti元素对TWIP钢的研究已有较多的成果,但对同时含有多种微合金元素TWIP钢的变形机制的研究甚是少见。本文设计了不含Nb、V和Ti和含有Nb、V和Ti的两种TWIP钢,通过力学性能实验,结合金相显微镜(OM)、X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)等方法。探讨Nb、V和Ti对TWIP钢层错能(SFE)、力学性能和显微组织的影响。并对TWIP钢中的TWIP效应机制和马氏体相变方式进行较为系统的研究。主要结论如下:(1)计算Fe-Mn-Al-Si-C系TWIP钢层错能,分析并计算Nb、V和Ti对TWIP钢层错能的影响。其中,Nb、V和Ti同时加入可以提高TWIP钢层错能。(2)对不含Nb、V和Ti和含Nb、V和Ti两种实验钢在室温下进行拉伸实验,分析比较实验钢力学性能和微观组织的不同。发现含Nb、V和Ti实验钢的抗拉强度和伸长率均下降,但屈服强度升高,形变过程中发生TWIP效应;不含Nb、V和Ti的实验钢在形变阶段出现TRIP效应。(3)对含Nb、V和Ti实验钢在室温下进行静态压缩实验,位错运动贯穿始终。变形初始阶段,位错运动促进层错的产生,进而促进形变孪晶的生成。继续变形,大量的形变孪晶出现,层错逐渐模糊最后消失,晶粒被相互切割的不同孪晶系分割成更多的亚晶。变形后期,细小的亚晶抑制孪生过程,进而阻碍TWIP效应。
【关键词】：微观组织 层错能 形变孪晶 力学性能 变形机制
【学位授予单位】：中北大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TG142.1
【目录】：

• 摘要4-6
• Abstract6-11
• 1 绪论11-21
• 1.1 前言11-13
• 1.2 层错能13-14
• 1.3 TWIP钢组织性能的影响因素14-16
• 1.3.1 应变速率14
• 1.3.2 温度14-15
• 1.3.3 热加工工艺15
• 1.3.4 晶粒尺寸和晶粒取向15-16
• 1.4 强化机制16
• 1.5 微合金元素Nb、V和Ti对TWIP钢组织性能影响16-19
• 1.5.1 对晶粒大小的影响16-17
• 1.5.2 Nb对TWIP钢组织性能的影响17-18
• 1.5.3 V对TWIP钢组织性能的影响18-19
• 1.5.4 Ti对TWIP钢组织性能的影响19
• 1.6 选题意义和选题内容19-21
• 2 实验材料与实验方法21-24
• 2.1 实验材料21
• 2.2 材料制备21-22
• 2.3 实验方法22-24
• 2.3.1 力学实验22
• 2.3.2 试样分析22-24
• 3 层错能计算24-33
• 3.1 前言24
• 3.2 合金成分设计24-25
• 3.3 层错能25-32
• 3.3.1 层错能概念及定义25-26
• 3.3.2 层错能计算26-32
• 3.4 本章小结32-33
• 4 不同层错能TWIP钢的拉伸实验33-47
• 4.1 前言33-34
• 4.2 实验材料及实验方法34-35
• 4.2.1 实验材料34
• 4.2.2 实验方法34-35
• 4.3 实验结果35-42
• 4.3.1 材料的微观组织35-36
• 4.3.2 材料的力学性能36-37
• 4.3.3 形变前后的组织演变37-42
• 4.4 讨论与分析42-46
• 4.4.1 Nb、V和Ti的作用42-46
• 4.5 结论46-47
• 5 室温压缩变形下微合金化TWIP钢的变形机制47-56
• 5.1 前言47-48
• 5.2 试样物相分析和微观组织分析48-53
• 5.2.1 试样物相分析48-49
• 5.2.2 试样微观组织分析49-53
• 5.3 讨论53-54
• 5.4 本章小结54-56
• 6 结论56-58
• 参考文献58-68
• 研究生期间发表论文68-69
• 致谢69-70

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本文编号：844207