应变速率对Fe-11Mn-2Al-0.2C中锰钢变形行为的影响

发布时间：2021-08-30 15:47

　　对Fe-11Mn-2Al-0. 2C中锰钢进行不同应变速率(2×10^-4～200 s^-1)下的拉伸试验,探讨其力学性能和变形机制.结果表明:随应变速率的增加,抗拉强度由1 456 MPa逐渐降低到1 086 MPa;在应变速率为2×10^-4～20 s^-1时,总伸长率由48. 2%降低到38. 2%;在应变速率为20～200 s^-1时,由38. 2%上升至44. 0%.随应变速率的增加,试样的显微组织被拉长、扭曲、切断;韧窝形态由深的等轴韧窝向浅的卵形韧窝转变;试样受力由正应力为主导逐渐转变为剪切应力为主导.变形机制与应变速率有关,低应变速率(2×10^-4～2×10^-3s^-1)下TRIP效应明显;中应变速率(2×10^-2～2 s^-1)下TRIP效应受到抑制,出现TWIP效应;高应变速率(2～200 s^-1)下TRIP和TWIP效应都增强. 

【文章来源】：东北大学学报(自然科学版). 2020,41(07)北大核心EICSCD

【文章页数】：7 页

【部分图文】：

拉伸试样尺寸图(单位:mm)

图2为试验钢在不同应变速率下的工程应力-应变曲线．应力-应变曲线有非常明显的屈服阶段，且屈服阶段的长度随应变速率的增加而增加;在应变速率达到200 s-1时，由于惯性力的作用，拉伸曲线呈现出剧烈的上下波动现象．表1为试验钢在不同应变速率下的屈服强度、抗拉强度和总伸长率之间的关系．由表1可知，随应变速率的增加，屈服强度在950～1 050 MPa之间波动，变化不明显;抗拉强度由1 456 MPa下降到1 086 MPa．分析认为材料刚产生屈服时，变形量较小，绝热温升、TRIP效应[20]不明显，故屈服强度变化小．总伸长率在38.2%～48.2%之间变化，在应变速率为2×10-4～20 s-1时，随应变速率的增加由48.2%降低到38.2%，在应变速率为20～200 s-1时，由38.2%上升至44%.

图3为试验钢在拉伸前的组织，主要有奥氏体基体和铁素体，奥氏体和铁素体的形状为板条状和等轴状．图4为试验钢的XRD谱图．通过式(1)可计算拉伸前和不同应变速率下试验钢的奥氏体体积分数[21]，计算结果见表2.式中:φγ为奥氏体体积分数;Iγ为奥氏体在晶面为(200)、(220)、(311)处衍射峰的积分强度;Iα为铁素体在晶面为(200)、(211)处衍射峰的积分强度．通过式(1)计算可得试验钢的初始组织为72.2%奥氏体+铁素体．在应变速率为2×10-4～2×10-3s-1下拉断后，奥氏体体积分数变为22.3%～26.8%,TRIP效应明显，抗拉强度和总伸长率较高;在应变速率为2×10-2～2 s-1下拉断后，残余奥氏体体积分数为60%左右，TRIP效应被抑制，抗拉强度和总伸长率下降;在应变速率为20～200s-1下，残余奥氏体体积分数稳定在50%左右，TRIP效应增强．下降的原因可能是在应变速率2～200 s-1下产生奥氏体孪晶交割，交割处为马氏体相变提供更多的形核点，导致奥氏体体积分数下降[22].

【参考文献】：
期刊论文
[1]中锰钢的研究进展与前景[J]. 徐娟萍,付豪,王正,岩雨,李金许.  工程科学学报. 2019(05)
[2]低碳中锰Q690F高强韧中厚板生产技术[J]. 齐祥羽,朱晓雷,胡军,杜林秀.  东北大学学报(自然科学版). 2019(04)
[3]第3代汽车用中锰钢的研究现状[J]. 宋丽娜,兰鹏,刘春秀,杜辰伟,张家泉.  钢铁研究学报. 2015(07)
[4]应变速率对低C高Mn TRIP/TWIP钢组织演变和力学行为的影响[J]. 吴志强,唐正友,李华英,张海东.  金属学报. 2012(05)
[5]HSLA TRIP钢的动态拉伸行为及其模拟[J]. 韦习成,谢群,符仁钰,李麟.  材料研究学报. 2006(05)



本文编号：3373058