汽车用高强高塑TWIP钢组织与力学性能的研究

发布时间：2017-09-09 16:48

  本文关键词：汽车用高强高塑TWIP钢组织与力学性能的研究

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【摘要】：进入21世纪,汽车轻量化己成为不可逆转的趋势。TWIP钢因具有良好的抗拉强度(600～1000MPa),极高的伸长率(60～90%)和高的应变硬化率,可满足汽车轻量化的要求而受到广泛关注。本文以锰含量为18-26%的Fe-X Mn-3Si-3Al系TWIP钢为研究对象,通过显微组织观察、显微硬度测试、拉伸试验、EBSD等分析了锰含量、热处理工艺及“二次轧制”对TWIP钢组织和力学性能的影响。本文研究的内容和结果主要包括：1.通过显微组织观察和显微硬度测试分析了锰含量对TWIP钢组织、再结晶温度和硬度的影响。研究结果表明：随Mn含量增加,Fe-X Mn-3Si-3AI TWIP钢退火晶粒尺寸依次增大,生成的退火孪晶尺寸增加；完全再结晶温度随Mn含量增加逐渐升高,完全再结晶时生成的等轴晶粒尺寸也依次增大；经相同退火工艺后,TWIP钢硬度随Mn含量的增加而减小。2.采用显微组织观察、EBSD分析结合拉伸实验,研究了Fe-18Mn-3Si-3Al TWIP钢晶粒尺寸和力学性能之间的关系。结果显示,晶粒尺寸及其均匀性对TWIP钢的力学性能有重要影响：随退火温度升高,TWIP钢晶粒尺寸增大；当晶粒均匀时,其抗拉强度降低,延伸率升高；继续升高温度,TWIP钢晶粒尺寸出现明显差异,抗拉强度和延伸率均降低。3.将冷轧退火后的TWIP钢再次冷轧,随后退火进行拉伸,研究二次冷轧前后TWIP钢力学性能的变化。结果表明,冷轧退火后对TWIP钢进行二次冷轧,可提高TWIP钢强度,而塑性略有降低。实验从显微组织和力学性能两方面对TWIP钢进行了分析,为实际生产中TWIP钢工艺制度的制定提供了理论依据。
【关键词】：TWIP钢 退火 轧制 组织 力学性能
【学位授予单位】：上海应用技术学院
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U465.11
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第一章 绪论10-21
• 1.1 高强度汽车用钢的研究现状及发展趋势10-11
• 1.1.1 高强度汽车用钢的研究现状10
• 1.1.2 高强度汽车用钢的发展趋势10-11
• 1.2 TWIP钢的国内外研究现状及发展前景11-13
• 1.2.1 TWIP钢的研究背景和现状11-12
• 1.2.2 TWIP钢性能特点和发展前景12-13
• 1.3 TWIP效应形成理论13-14
• 1.3.1 TWIP效应及其产生机理13
• 1.3.2 TWIP效应微观机理13-14
• 1.4 TWIP钢的层错能14-15
• 1.5 TWIP钢的强化机制15-17
• 1.5.1 位错滑移15
• 1.5.2 应力诱发马氏体相变15-16
• 1.5.3 应力诱发孪生16
• 1.5.4 孪晶和位错的交互作用16
• 1.5.5 孪晶和孪晶的交互作用16-17
• 1.6 影响TWIP钢组织和性能的因素17-20
• 1.6.1 合金元素的影响17-18
• 1.6.2 温度的影响18-19
• 1.6.3 应变速率的影响19
• 1.6.4 不同加工工艺的影响19-20
• 1.6.5 晶粒大小的影响20
• 1.7 本课题的研究目的及意义20
• 1.8 本课题的主要研究内容20-21
• 第二章 不同锰含量TWIP钢退火过程中组织演变规律21-30
• 2.1 前言21
• 2.2 实验材料与方案21-23
• 2.2.1 实验材料21-22
• 2.2.2 实验方案22-23
• 2.3 实验结果23-26
• 2.4 实验分析26-29
• 2.4.1 锰含量对TWIP钢退火组织的影响26-27
• 2.4.2 锰含量对TWIP钢再结晶温度的影响27
• 2.4.3 锰含量对TWIP钢退火后硬度的影响27-29
• 2.5 本章小结29-30
• 第三章 晶粒尺寸及其均匀性对TWIP钢组织和力学性能的影响30-41
• 3.1 前言30
• 3.2 实验材料与方案30-31
• 3.2.1 实验材料30-31
• 3.2.2 实验方案31
• 3.3 实验结果31-37
• 3.3.1 不同温度退火后TWIP钢的力学性能31-32
• 3.3.2 不同温度下退火后TWIP钢的显微组织32-34
• 3.3.3 退火后晶界特征34-36
• 3.3.4 退火拉伸后的显微组织36-37
• 3.4 实验结果分析37-40
• 3.4.1 力学性能影响因素分析37-38
• 3.4.2 晶界、亚晶及孪晶性质的分析38-40
• 3.5 本章小结40-41
• 第四章 二次轧制对TWIP效应的影响41-48
• 4.1 前言41
• 4.2 实验材料与方案41
• 4.2.1 实验材料41
• 4.2.2 实验方案41
• 4.3 微观组织分析41-45
• 4.3.1 不同温度退火后的显微组织41-42
• 4.3.2 退火+拉伸变形后的显微组织42-43
• 4.3.3 退火+轧制后的显微组织43-44
• 4.3.4 退火+轧制+拉伸后的显微组织44-45
• 4.4 力学性能分析45-47
• 4.5 本章小结47-48
• 第五章 全文总结48-49
• 参考文献49-54
• 致谢54-55
• 攻读学位期间所开展的科研项目和发表的学术论文55

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本文编号：821630