Fe-Mn-Al-Si系TRIP/TWIP钢抗疲劳和抗冲击性能的研究

发布时间：2022-12-08 01:01

　　高锰Fe-Mn-Al-Si系TRIP/TWIP钢具有高强度、高塑性、优良的抗疲劳性能和抗冲击性能。本文通过改变Fe-Mn-Al-Si系TRIP/TWIP钢的微观组织和实验条件,研究了多种内、外因对该合金的抗疲劳性能和抗冲击性能的影响。通过高周力控疲劳试验测定了Fe-29Mn-3Al-3Si TWIP钢的疲劳强度,通过夏比冲击实验测定了不同冲击温度下Fe-25Mn-3Al-3Si TRIP/TWIP钢的冲击吸收功,并采用光学显微镜、扫描电子显微镜、电子背散射衍射技术和透射电子显微镜研究不同晶粒尺寸和预应变对Fe-29Mn-3Al-3Si TWIP钢微观结构和抗疲劳性能的影响以及不同冲击温度对Fe-25Mn-3Al-3Si TRIP/TWIP钢微观结构和抗冲击性能的影响,得到如下主要结论：（1） Fe-29Mn-3Al-3SiTWIP钢具有良好的疲劳性能,粗晶试样的疲劳极限为376MPa,明显高于其屈服强度249MPa；细晶试样的疲劳极限为344MPa,略低于其屈服强度399MPa,在一定晶粒尺寸范围内,增大晶粒尺寸有利于提高该TWIP钢的抗疲劳性能。（2） Fe-29Mn-3Al-3Si... 

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摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 概述
    1.2 高锰钢
    1.3 高锰TRIP/TWIP钢的变形机制
        1.3.1 位错滑移
        1.3.2 相变诱发塑性
        1.3.3 孪生诱发塑性
    1.4 TRIP效应和TWIP效应的影响因素
        1.4.1 合金元素
        1.4.2 晶粒尺寸
        1.4.3 层错能
        1.4.4 形变速率
    1.5 高锰TRIP/TWIP钢的疲劳研究
        1.5.1 疲劳特性
        1.5.2 高周疲劳
        1.5.3 高锰TRIP/TWIP钢疲劳性能的研究现状
    1.6 高锰TRIP/TWIP钢的抗冲击性能研究
        1.6.1 冲击韧性与冲击实验
        1.6.2 高锰TRIP/TWIP钢冲击韧性的研究现状
    1.7 研究意义、目的和内容
        1.7.1 研究意义与目的
        1.7.2 主要研究内容
第2章 实验材料及实验方法
    2.1 实验材料
        2.1.1 实验材料成分
        2.1.2 实验材料的加工工艺
        2.1.3 材料热处理工艺
    2.2 实验设备
    2.3 力学性能测试
        2.3.1 准静态拉伸测试
        2.3.2 高周疲劳实验
        2.3.3 夏比冲击实验
    2.4 显微组织结构分析
        2.4.1 金相显微镜(OM)分析
        2.4.2 扫描电子显微镜(SEM)分析
        2.4.3 透射电子显微镜(TEM)观察
        2.4.4 电子背散射衍射(EBSD)观察
第3章 晶粒尺寸对Fe-29Mn-3Al-3Si TWIP钢疲劳性能的影响
    3.1 引言
    3.2 不同温度退火后的晶粒尺寸
    3.3 准静态拉伸测试
    3.4 高周疲劳实验
    3.5 疲劳实验前后的微观组织表征
        3.5.1 疲劳试样的塑性变形
        3.5.2 疲劳断口形貌
        3.5.3 疲劳失效后的SEM观察
    3.6 CG试样的EBSD分析
    3.7 TEM观察
    3.8 本章小结
第4章 预应变对Fe-29Mn-3Al-3Si TWIP钢疲劳性能的影响
    4.1 引言
    4.2 预应变后的EBSD分析
    4.3 准静态拉伸测试和高周疲劳实验
    4.4 疲劳实验前后微观组织表征
        4.4.1 载荷位移峰谷值统计
        4.4.2 疲劳断口SEM像
        4.4.3 疲劳失效后的SEM观察
    4.5 预应变试样疲劳实验前后的EBSD分析
    4.6 本章小结
第5章 冲击温度对Fe-25Mn-3Al-3SiTRIP/TWIP钢冲击性能的影响
    5.1 引言
    5.2 冲击前的微观组织结构
    5.3 冲击韧性与断口形貌
    5.4 冲击后的微观组织结构
    5.5 TEM观察
    5.6 本章小结
结论
参考文献
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]TWIP钢的孪晶及其对Hall-Petch关系的影响[J]. 伍翠兰,艾倍倍,谢盼,陈汪林,李久茂.  湖南大学学报(自然科学版). 2013(06)
[2]Fe-20Mn-2.6Al-2.6Si钢拉伸变形机理研究[J]. 伍翠兰,龙彩霞,王双宝.  湖南大学学报(自然科学版). 2012(07)
[3]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)
[4]应力诱发双位错组亚晶界湮没的晶体相场模拟[J]. 杨涛,陈铮,董卫平.  金属学报. 2011(10)
[5]高锰TRIP钢的形变诱导马氏体相变及加工硬化行为[J]. 张维娜,刘振宇,王国栋.  金属学报. 2010(10)
[6]23.8%Mn TRIP/TWIP钢的组织性能及强化机制[J]. 张淑娟,丁桦,丁昊,曾建敏,唐正友.  材料与冶金学报. 2009(03)
[7]TWIP钢中晶粒尺寸对TWIP效应的影响[J]. 王书晗,刘振宇,王国栋.  金属学报. 2009(09)
[8]18.8%MnTRIP/TWIP钢拉伸应变硬化行为[J]. 丁昊,丁桦,唐正友,宋丹,杨平.  材料研究学报. 2009(04)
[9]锰含量对奥氏体TRIP/TWIP钢低温冲击行为的影响[J]. 丁昊,丁桦,唐正友,曾建敏,杨平.  钢铁研究学报. 2009(07)
[10]高锰钢马氏体相变的晶体学研究[J]. 鲁法云,孟利,杨平,崔凤娥.  电子显微学报. 2009(01)

硕士论文
[1]高强船钢冲击韧性偏低的原因分析及对策研究[D]. 陈安福.重庆大学 2006



本文编号：3713225