冷轧中锰钢的超塑性与组织结构演化行为

发布时间：2020-12-24 03:19

　　为了研究含铝冷轧中锰钢的超塑性能和在超塑性变形下的组织结构演化过程,对冷轧含铝中锰钢在800℃进行了高温拉伸试验和不同变形量下的微观组织结构表征。研究结果表明,0.05C5Mn2Al、0.10C5Mn2Al和0.15C5Mn3Al钢伸长率分别达到了740%、850%和350%,都获得了超塑性现象,EBSD表征结果表明0.05C5Mn2Al、0.10C5Mn2Al两种冷轧组织均匀细小,在高温拉伸过程中具有较高的稳定性,拉伸过程中铁素体与原奥氏体均匀长大,且最大晶粒尺寸小于10μm;但0.15C5Mn3Al冷轧组织存在条带状的铁素体,该组织易于通过吞并细小的铁素体和原奥氏体晶粒而异常长大,高温拉伸后的尺寸达到了20μm。通过对3种含铝冷轧中锰钢的超塑性行为与微观组织结构演化关系分析,认为初始均匀一致的冷轧组织具有高的组织稳定性而有利于超塑性,而具有粗大条带状的铁素体组织易于发生异常长大而不利于超塑性。 

【文章来源】：钢铁. 2020年09期 北大核心

【文章页数】：8 页

【部分图文】：

高温拉伸原始试样（mm)

试验钢拉伸曲线

对3种试验钢进行微观组织分析，发现0.05C5-Mn2Al和0.10C5Mn2Al钢的微观组织相近，在冷轧态下均为铁素体与少量奥氏体构成的细小组织，而0.15C5Mn3Al钢在冷轧态下具有带状组织，与前两者有明显不同。在不同应变量的变形后冷却至室温，0.15C5Mn3Al变形后的组织演化包含带状组织的变化。因此仅以0.05C5Mn2Al和0.15C5Mn-3Al的结果进行讨论。采用SEM观察了试验钢拉伸到不同应变立即空冷到室温的微观组织，0.05C5Mn2Al和0.15C5Mn3Al钢拉伸到不同应变后空冷到室温的微观组织如图4所示。两种钢微观形貌均主要由凸出和凹陷两部分特征组成，凹陷的组织为铁素体，由于部分凸出的组织在腐蚀后显现出细微结构而呈现板条马氏体特征，凸出的组织为奥氏体或马氏体；随着变形量的增加，微观组织的晶粒尺寸有增大趋势。所不同的是，0.05C5Mn2Al钢在应变量为120%时沿相界出现了微孔洞（图4(a）），且微孔洞的数量和尺寸随着变形量的增加而增大（图4(b）和（c));0.15C5Mn3Al钢带状组织逐渐变窄最后变为等轴，变形量较大时出现细小的马氏体和奥氏体组织。对不同变形量的试验钢进行了EBSD分析，0.05C5Mn2Al钢和0.15C5Mn3Al钢冷轧态和不同变形量下的相分布和晶界分布分别如图5和图6所示。图中白色为FCC相，基体部分为BCC相，灰色细实线为小角度晶界（2°<θ<15°），黑色粗实线为大角度晶界（θ>15°）。由于试验后冷却至室温，高温变形时的奥氏体组织发生相变转变为马氏体组织，在EBSD标定时体现为BCC相。如图6所示，冷轧态0.05C5Mn2Al钢（图6(a））主要由BCC结构构成，晶粒呈现扁平化特征，小角度晶界比例较大；不同应变量的样品都获得了铁素体和马氏体双相组织，晶粒呈现等轴状特征，随着应变量的增大，小角度晶界比例明显减少而大角度晶界数量增加，晶粒尺寸随应变量增加而增大。

【参考文献】：
期刊论文
[1]0.13C-5Mn中锰钢的裂纹扩展行为[J]. 周峰峦,王存宇,雷志国,曹文全,董瀚.  钢铁. 2019(12)
[2]Fe-12Mn-7Al-0.6C-（V）轻质钢力学行为[J]. 胡小龙,李英龙,刘德罡,丁桦.  中国冶金. 2019(02)
[3]超塑性材料现状及新型超塑性低中碳合金钢研发[J]. 曹文全,张万里,徐海峰,翁宇庆.  钢铁. 2017(11)
[4]XC45钢热变形行为及微观组织演化模型[J]. 柴蓉霞,郭卫,郭成.  塑性工程学报. 2016(01)
[5]高性能汽车钢组织性能特点及未来研发方向[J]. 韩志勇,张明达,徐海峰,董瀚,曹文全.  钢铁. 2016(02)
[6]金属材料超塑性的研究进展[J]. 谢文玲,周顺勇,郭翠霞,李秀兰.  热加工工艺. 2014(20)
[7]第3代汽车钢的组织与性能调控技术[J]. 董瀚,曹文全,时捷,王存宇,王毛球,翁宇庆.  钢铁. 2011(06)
[8]金属材料超塑成形概述[J]. 丁黎光,丁伟.  机械工艺师. 2001(07)
[9]晶界在超塑性变形中的作用[J]. 周善佑.  上海金属.有色分册. 1989(06)



本文编号：2934876