超高强奥氏体钢的多尺度组织调控及强韧化机制

发布时间：2021-05-17 07:07

　　近些年来,世界各发达国家针对超高强韧性钢铁材料开展了相当规模的研究工作,掌握了大量核心制备技术,成功将超高强韧钢的屈服强度提升到2.0 GPa,同时拥有近20%的延伸率。这些突破性的研究成果使得以体心立方结构相（BCC）为主要组织的钢铁材料获得了强度和塑性的优异匹配。然而,对于延伸率要求超过40%级别的超高强韧钢来说,以BCC相为主要组织来设计是难以实现的。孪生诱导塑性钢（TWIP）和奥氏体不锈钢都是以面心立方结构（FCC）的奥氏体相为主要组织,具备非常理想的塑性性能。但是,这些钢种的屈服强度普遍偏低（250～550 MPa）,抗扭转变形能力严重不足,严重限制了其作为高强韧结构材料的应用。本文以FCC结构的奥氏体不锈钢为研究对象,运用多尺度纳米/超细晶组织的设计理念以及形变与相变耦合控制技术来实现奥氏体钢的超高强塑化,采用扫描电镜（SEM）、透射电镜（TEM）、电子背散射衍射（EBSD）、X射线衍射仪（XRD）等显微组织形貌表征技术及相分析手段系统性研究了多尺度纳米/超细晶组织的复合强化机理和塑性变形过程中的协调变形机制。相应的研究结果分别如下:在避免使用过多昂贵合金元素Ni以及细化研... 

【文章来源】：北京科技大学北京市 211工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：170 页

【学位级别】：博士

【文章目录】：
致谢
摘要
Abstract
1 引言
2 文献综述
    2.1 纳米结构材料的强塑性
    2.2 多尺度纳米/超细晶材料的制备工艺及组织性能
        2.2.1 纳米/超细晶结构材料
        2.2.2 梯度纳米晶结构材料
        2.2.3 纳米孪晶结构材料
        2.2.4 超纳双相结构材料
    2.3 多尺度纳米/超细晶材料的变形机理研究
        2.3.1 纳米/超细晶结构材料的变形机理研究
        2.3.2 梯度纳米晶结构材料的变形机理研究
        2.3.3 纳米孪晶结构材料的变形机理研究
        2.3.4 超纳双相结构材料的变形机理研究
        2.3.5 奥氏体钢的变形机理研究
3 研究内容及方法
    3.1 研究内容
    3.2 研究方法
        3.2.1 实验材料制备和检测
        3.2.2 显微组织分析和测定
    3.3 技术路线
4 双峰尺度纳米/超细晶奥氏体钢的成分设计及制备工艺
    4.1 奥氏体钢的成分设计
    4.2 奥氏体钢的固溶处理和冷轧工艺研究
    4.3 退火工艺对双峰尺度纳米/超细晶组织形成的影响
    4.4 退火工艺对双峰尺度纳米/超细晶组织演变的影响
    4.5 Nb元素对双峰尺度纳米/超细晶组织形成及演变的影响
    4.6 本章小结
5 双峰尺度纳米/超细晶奥氏体钢的力学性能及塑性变形行为
    5.1 双峰尺度纳米/超细晶钢的力学性能
    5.2 Nb元素对双峰尺度纳米/超细晶钢力学性能的影响
    5.3 双峰尺度纳米/超细晶钢的强化机理
    5.4 双峰尺度纳米/超细晶钢的塑性变形行为
    5.5 双峰尺度纳米/超细晶钢的组织熵与力学性能的关系
        5.5.1 双峰尺度纳米/超细晶钢的组织熵
        5.5.2 屈服强度与组织熵关系的构建
    5.6 本章小结
6 基于双峰尺度的非均匀纳米/超细晶奥氏体钢的制备工艺及性能
    6.1 基于双峰尺度的非均匀纳米/超细晶钢的制备工艺
    6.2 基于双峰尺度的非均匀纳米/超细晶钢的组织特征及力学性能
    6.3 基于双峰尺度的非均匀纳米/超细晶钢的塑性变形行为
    6.4 基于双峰尺度的非均匀纳米/超细晶钢的断裂行为
    6.5 本章小结
7 基于高密度位错的非均匀纳米/超细晶奥氏体钢的制备工艺及强韧化机理
    7.1 低温退火过程中应变诱导马氏体的逆转变机制
        7.1.1 应变诱导马氏体的逆转变动力学
        7.1.2 应变诱导马氏体的逆转变行为及机理
    7.2 基于高密度位错的非均匀纳米/超细晶钢的制备工艺
    7.3 基于高密度位错的非均匀纳米/超细晶钢的组织特征及力学性能
    7.4 Nb元素对基于高密度位错的非均匀纳米/超细晶组织和力学性能的影响
    7.5 基于高密度位错的非均匀纳米/超细晶钢的塑性变形行为及强韧化机制
    7.6 本章小结
8 结论与展望
    8.1 结论
    8.2 展望
9 创新点
参考文献
作者简历及在学研究成果
学位论文数据集



本文编号：3191328