高延伸凸缘型铁素体/贝氏体钢的组织演变及力学行为
发布时间：2022-08-13 17:26
热轧双相钢具有强度高、屈强比低、初始加工硬化率高以及强度和韧性配合良好等优点,是目前应用最多的先进高强度钢（Advanced High Strength Steel,AHSS）之一。与传统的铁素体/马氏体双相（FMDP）钢相比,铁素体/贝氏体双相（FBDP）钢具有强度和冷成形性的匹配,且焊接、疲劳以及延伸凸缘性能优良,是底盘和车轮等部件用热轧高强度钢的理想材料。本文结合上海宝钢集团公司开发项目“铁素体/贝氏体高扩孔钢的相变及强化机理”,研究低碳硅-锰钢在连续冷却及等温过程中的相变行为,利用控轧控冷（Thermo-MechanicalControl Process,TMCP）工艺开发出经济型的热轧FBDP钢板,通过扩孔实验评价不同强度级别FBDP钢板的延伸凸缘性能,并对FBDP钢在单轴拉伸下的变形行为和断裂机理,以及扩孔成形中的裂纹形成及其扩展行为进行研究,取得了如下研究成果:（1）通过热模拟实验研究不同硅、锰含量的低碳钢在连续冷却过程中的相转变规律,定量分析合金元素、热变形工艺参数以及冷却速度对相变温度和转变组织的影响。结果表明:1)硅含量增加使Ar3温度升高,锰...
【文章页数】：157 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 铁素体/马氏体双相(FMDP)钢的发展
1.1.1 FMDP钢的简介
1.1.2 FMDP钢的产生及其发展历程
1.1.3 FMDP钢的组织与性能
1.1.4 FMDP钢的种类及生产工艺
1.2 铁素体/贝氏体双相(FBDP)钢的提出
1.3 FBDP钢的产品特征
1.3.1 化学成分与显微组织
1.3.2 性能特征
1.4 FBDP钢的强化机理
1.5 影响FBDP钢延伸凸缘性能的物理冶金学因素
1.5.1 评价方法
1.5.2 非金属夹杂物的影响
1.5.3 组织因素的影响
1.5.4 微合金元素的影响
1.6 热轧FBDP钢的生产条件
1.7 高延伸凸缘型FBDP钢的研究现状
1.8 本课题的研究背景及研究内容
1.8.1 研究背景
1.8.2 研究内容
本章参考文献
第二章 过冷奥氏体的连续冷却转变行为
2.1 实验方法
2.1.1 实验材料及设备
2.1.2 实验原理
2.1.3 实验方案
2.2 实验结果
2.2.1 实验钢的连续冷却转变曲线
2.2.2 实验钢的连续冷却转变组织
2.3 分析与讨论
2.3.1 硅、锰含量对连续冷却相变行为的影响
2.3.2 冷却速度对连续冷却相变行为的影响
2.3.3 变形温度对连续冷却相变行为的影响
2.3.4 硅含量和变形对连续冷却相变行为的综合影响
2.4 本章小结
本章参考文献
第三章 过冷奥氏体的等温转变行为
3.1 实验材料与方法
3.1.1 实验材料
3.1.2 实验方案
3.2 相变热力学模型简介
3.2.1 KRC模型简介
3.2.2 LFG模型简介
3.2.3 Zener两参数的确定
3.2.4 C-C交互能的确定
3.3 相变动力学模型简介
3.4 实验结果与分析
3.4.1 未变形条件下的等温转变组织
3.4.2 变形条件下的等温转变组织
3.4.3 分析与讨论
3.5 计算结果与分析
3.5.1 相界面平衡浓度
3.5.2 相变驱动力
3.5.3 相变孕育期
3.6 本章小结
本章参考文献
第四章 热轧铁素体/贝氏体双相钢的组织和力学性能
4.1 实验材料及方法
4.1.1 实验材料
4.1.2 控轧控冷实验
4.1.3 力学性能测试
4.1.4 显微组织观察
4.2 FBDP钢的显微组织
4.3 影响FBDP钢显微组织的因素
4.3.1 合金元素的影响
4.3.2 终轧温度的影响
4.4 FBDP钢的力学性能
4.4.1 拉伸性能
4.4.2 冲击性能
4.5 影响FBDP钢力学性能的因素
4.5.1 合金元素的影响
4.5.2 终轧温度的影响
4.6 本章小结
本章参考文献
第五章 铁素体/贝氏体双相钢的延伸凸缘性能及裂纹扩展行为
5.1 实验材料和方法
5.2 扩孔实验结果
5.2.1 扩孔性能
5.2.2 成形力—成形位移曲线
5.2.3 不同硅含量FBDP钢的延伸凸缘性能
5.3 分析与讨论
5.3.1 扩孔过程中裂纹形成的力学分析
5.3.2 扩孔过程中裂纹形成及扩展的微观机理
5.3.3 影响延伸凸缘性能的因素
5.4 本章小结
本章参考文献
第六章 铁素体/贝氏体双相钢在单轴拉伸下的变形和断裂特性
6.1 单向拉伸下的变形特性参量描述
6.1.1 应力-应变曲线
6.1.2 加工硬化参量
6.2 包辛格效应实验及其参数
6.2.1 压缩-拉伸实验
6.2.2 包辛格效应参量描述
6.3 FBDP钢在单向拉伸下的变形特性
6.3.1 FBDP钢的应力-应变曲线
6.3.2 FBDP钢的加工硬化行为
6.4 FBDP钢在单向拉伸下的断裂特性
6.5 FBDP钢应力-应变曲线分析
6.5.1 Hollomon分析
6.5.2 C-J分析
6.5.3 修正的C-J分析
6.6 预压缩变形对FBDP钢变形特性的影响
6.7 本章小结
本章参考文献
第七章 结论
攻读博士学位期间发表的论文
致谢
作者简介
【参考文献】：
期刊论文
[1]Fe—∑Xi—C合金系超组元模型Zener两参数的修正[J]. 彭宁琦,唐广波,刘正东,吴秀月. 金属学报. 2009(03)
[2]铁素体/贝氏体双相钢的变形和断裂特性[J]. 蔡明晖,丁桦,张建苏,李龙,唐正友. 材料研究学报. 2009(01)
[3]终轧温度对低碳Mn系贝氏体钢性能的影响[J]. 王勇围,白秉哲,方鸿生. 钢铁. 2009(01)
[4]先进高强钢的显微组织与力学性能[J]. 黄晓艳,刘波. 云南冶金. 2008(04)
[5]汽车轻量化先进高强钢与节能减排[J]. 康永林. 钢铁. 2008(06)
[6]EFFECT OF SILICON ADDITION ON RECRYSTALLIZATION AND PHASE TRANSFORMATION BEHAVIOR OF HIGH-STRENGTH HOT-ROLLED TRIP STEEL[J]. L.J.Zhu~* College of Materials Science and Engineering,Jilin University,Changchun 130025,China D.Wu X.M.Zhao The State Key Laboratory of Rolling Technology and Automation,Northeastern University,Shenyang 110004,China. Acta Metallurgica Sinica（English Letters）. 2008(03)
[7]Effect of Controlled Cooling After Hot Rolling on Mechanical Properties of Hot Rolled TRIP Steel[J]. WU Di1,LI Zhuang1,2,Lü Hui-sheng3(1.State Key Laboratory of Rolling and Automation,Northeastern University,Shenyang 110004,Liaoning,China;2.Department of Material Engineering,Shenyang Institute of Aeronautical Engineering,Shenyang 110034,Liaoning,China;3.Department of Science and Technology Information,China Iron and Steel Research Institute Group,Beijing 100081,China). Journal of Iron and Steel Research（International）. 2008(02)
[8]Influence of Mn Content and Hot Deformation on Transformation Behavior of C-Mn Steels[J]. LI Long1,DING Hua1,2,DU Lin-xiu2,WEN Jing-lin1,SONG Hong-mei3,ZHANG Pi-jun3(1.School of Materials and Metallurgy,Northeastern University,Shenyang 110004,Liaoning,China;2.State Key Lab of Rolling and Automation,Northeastern University,Shenyang 110004,Liaoning,China;3.Technology Center,Baoshan Iron and Steel Group Co.,Shanghai 201900,China). Journal of Iron and Steel Research（International）. 2008(02)
[9]铁素体和贝氏体复相组织低碳钢的力学特性[J]. 李龙,丁桦,温景林,宋红梅,张丕军. 材料研究学报. 2007(05)
[10]低碳铁素体贝氏体复相钢的拉伸应力-应变曲线分析[J]. 李龙,丁桦,杜林秀,宋红梅,张丕军. 材料热处理学报. 2007(05)
博士论文
[1]高强度含铌热轧双相钢组织性能柔性控制研究[D]. 周乐育.北京科技大学 2008
[2]高强度和超高强度相变塑性钢的开发和研究[D]. 张梅.上海大学 2007
硕士论文
[1]Nb微合金钢形变连续冷却过程中的相变研究[D]. 金波.西安建筑科技大学 2007
本文编号：3677448
【文章页数】：157 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 铁素体/马氏体双相(FMDP)钢的发展
1.1.1 FMDP钢的简介
1.1.2 FMDP钢的产生及其发展历程
1.1.3 FMDP钢的组织与性能
1.1.4 FMDP钢的种类及生产工艺
1.2 铁素体/贝氏体双相(FBDP)钢的提出
1.3 FBDP钢的产品特征
1.3.1 化学成分与显微组织
1.3.2 性能特征
1.4 FBDP钢的强化机理
1.5 影响FBDP钢延伸凸缘性能的物理冶金学因素
1.5.1 评价方法
1.5.2 非金属夹杂物的影响
1.5.3 组织因素的影响
1.5.4 微合金元素的影响
1.6 热轧FBDP钢的生产条件
1.7 高延伸凸缘型FBDP钢的研究现状
1.8 本课题的研究背景及研究内容
1.8.1 研究背景
1.8.2 研究内容
本章参考文献
第二章 过冷奥氏体的连续冷却转变行为
2.1 实验方法
2.1.1 实验材料及设备
2.1.2 实验原理
2.1.3 实验方案
2.2 实验结果
2.2.1 实验钢的连续冷却转变曲线
2.2.2 实验钢的连续冷却转变组织
2.3 分析与讨论
2.3.1 硅、锰含量对连续冷却相变行为的影响
2.3.2 冷却速度对连续冷却相变行为的影响
2.3.3 变形温度对连续冷却相变行为的影响
2.3.4 硅含量和变形对连续冷却相变行为的综合影响
2.4 本章小结
本章参考文献
第三章 过冷奥氏体的等温转变行为
3.1 实验材料与方法
3.1.1 实验材料
3.1.2 实验方案
3.2 相变热力学模型简介
3.2.1 KRC模型简介
3.2.2 LFG模型简介
3.2.3 Zener两参数的确定
3.2.4 C-C交互能的确定
3.3 相变动力学模型简介
3.4 实验结果与分析
3.4.1 未变形条件下的等温转变组织
3.4.2 变形条件下的等温转变组织
3.4.3 分析与讨论
3.5 计算结果与分析
3.5.1 相界面平衡浓度
3.5.2 相变驱动力
3.5.3 相变孕育期
3.6 本章小结
本章参考文献
第四章 热轧铁素体/贝氏体双相钢的组织和力学性能
4.1 实验材料及方法
4.1.1 实验材料
4.1.2 控轧控冷实验
4.1.3 力学性能测试
4.1.4 显微组织观察
4.2 FBDP钢的显微组织
4.3 影响FBDP钢显微组织的因素
4.3.1 合金元素的影响
4.3.2 终轧温度的影响
4.4 FBDP钢的力学性能
4.4.1 拉伸性能
4.4.2 冲击性能
4.5 影响FBDP钢力学性能的因素
4.5.1 合金元素的影响
4.5.2 终轧温度的影响
4.6 本章小结
本章参考文献
第五章 铁素体/贝氏体双相钢的延伸凸缘性能及裂纹扩展行为
5.1 实验材料和方法
5.2 扩孔实验结果
5.2.1 扩孔性能
5.2.2 成形力—成形位移曲线
5.2.3 不同硅含量FBDP钢的延伸凸缘性能
5.3 分析与讨论
5.3.1 扩孔过程中裂纹形成的力学分析
5.3.2 扩孔过程中裂纹形成及扩展的微观机理
5.3.3 影响延伸凸缘性能的因素
5.4 本章小结
本章参考文献
第六章 铁素体/贝氏体双相钢在单轴拉伸下的变形和断裂特性
6.1 单向拉伸下的变形特性参量描述
6.1.1 应力-应变曲线
6.1.2 加工硬化参量
6.2 包辛格效应实验及其参数
6.2.1 压缩-拉伸实验
6.2.2 包辛格效应参量描述
6.3 FBDP钢在单向拉伸下的变形特性
6.3.1 FBDP钢的应力-应变曲线
6.3.2 FBDP钢的加工硬化行为
6.4 FBDP钢在单向拉伸下的断裂特性
6.5 FBDP钢应力-应变曲线分析
6.5.1 Hollomon分析
6.5.2 C-J分析
6.5.3 修正的C-J分析
6.6 预压缩变形对FBDP钢变形特性的影响
6.7 本章小结
本章参考文献
第七章 结论
攻读博士学位期间发表的论文
致谢
作者简介
【参考文献】：
期刊论文
[1]Fe—∑Xi—C合金系超组元模型Zener两参数的修正[J]. 彭宁琦,唐广波,刘正东,吴秀月. 金属学报. 2009(03)
[2]铁素体/贝氏体双相钢的变形和断裂特性[J]. 蔡明晖,丁桦,张建苏,李龙,唐正友. 材料研究学报. 2009(01)
[3]终轧温度对低碳Mn系贝氏体钢性能的影响[J]. 王勇围,白秉哲,方鸿生. 钢铁. 2009(01)
[4]先进高强钢的显微组织与力学性能[J]. 黄晓艳,刘波. 云南冶金. 2008(04)
[5]汽车轻量化先进高强钢与节能减排[J]. 康永林. 钢铁. 2008(06)
[6]EFFECT OF SILICON ADDITION ON RECRYSTALLIZATION AND PHASE TRANSFORMATION BEHAVIOR OF HIGH-STRENGTH HOT-ROLLED TRIP STEEL[J]. L.J.Zhu~* College of Materials Science and Engineering,Jilin University,Changchun 130025,China D.Wu X.M.Zhao The State Key Laboratory of Rolling Technology and Automation,Northeastern University,Shenyang 110004,China. Acta Metallurgica Sinica（English Letters）. 2008(03)
[7]Effect of Controlled Cooling After Hot Rolling on Mechanical Properties of Hot Rolled TRIP Steel[J]. WU Di1,LI Zhuang1,2,Lü Hui-sheng3(1.State Key Laboratory of Rolling and Automation,Northeastern University,Shenyang 110004,Liaoning,China;2.Department of Material Engineering,Shenyang Institute of Aeronautical Engineering,Shenyang 110034,Liaoning,China;3.Department of Science and Technology Information,China Iron and Steel Research Institute Group,Beijing 100081,China). Journal of Iron and Steel Research（International）. 2008(02)
[8]Influence of Mn Content and Hot Deformation on Transformation Behavior of C-Mn Steels[J]. LI Long1,DING Hua1,2,DU Lin-xiu2,WEN Jing-lin1,SONG Hong-mei3,ZHANG Pi-jun3(1.School of Materials and Metallurgy,Northeastern University,Shenyang 110004,Liaoning,China;2.State Key Lab of Rolling and Automation,Northeastern University,Shenyang 110004,Liaoning,China;3.Technology Center,Baoshan Iron and Steel Group Co.,Shanghai 201900,China). Journal of Iron and Steel Research（International）. 2008(02)
[9]铁素体和贝氏体复相组织低碳钢的力学特性[J]. 李龙,丁桦,温景林,宋红梅,张丕军. 材料研究学报. 2007(05)
[10]低碳铁素体贝氏体复相钢的拉伸应力-应变曲线分析[J]. 李龙,丁桦,杜林秀,宋红梅,张丕军. 材料热处理学报. 2007(05)
博士论文
[1]高强度含铌热轧双相钢组织性能柔性控制研究[D]. 周乐育.北京科技大学 2008
[2]高强度和超高强度相变塑性钢的开发和研究[D]. 张梅.上海大学 2007
硕士论文
[1]Nb微合金钢形变连续冷却过程中的相变研究[D]. 金波.西安建筑科技大学 2007
本文编号：3677448
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