先进高强钢强韧化微观机理研究

发布时间：2017-10-25 04:31

  本文关键词：先进高强钢强韧化微观机理研究

  更多相关文章： 强韧化机理 马氏体相变 原位透射电镜 亚稳态奥氏体不锈钢 10Ni5CrMoV钢

【摘要】：随着结构轻量化及节能减排要求的不断提高,工业界对金属材料,尤其是高强度钢的强度和韧性提出越来越高的需求。高强度钢在工业制造中已发挥着不可替代的作用,其中亚稳态奥氏体不锈钢和低合金高强度钢是最常用的两类。虽然亚稳态奥氏体不锈钢的抗拉强度可达1 GPa,但是其退火态下的屈服强度却只为300 MPa,这限制了它的工业应用范围。本文采用温轧方法在301亚稳态奥氏体不锈钢的初始组织内引入位错,成功实现了既提高材料强度,又提高其塑性的强韧化设计目标。研究表明,该温轧强韧化机理的优点主要在于它实现了强化和韧化机理的解耦。样品屈服强度的提高主要来源于温轧工艺在基体内预存的位错；亚微米级的α-马氏体在材料内部均匀地弥散分布,在基体内形成了大量的位错源,促进了位错的增殖,从而提高了温轧样品的塑性。在亚稳态奥氏体不锈钢的塑性变形过程中,各种微结构与α-马氏体的交互作用都会对马氏体相变的过程产生影响。本文采用逐步位移加载的方式开展原位透射电镜拉伸实验研究,系统分析了ε-马氏体、晶界、孪晶界、位错与α-马氏体交互作用的具体过程,进一步揭示了亚稳态奥氏体不锈钢的变形机理。此外,低合金高强度钢在使用过程中通常采用焊接方式连接,其焊接接头的整体强韧性需要依靠各焊接区域的组织来保证。本文系统研究了微观组织对10Ni5CrMoV低合金高强度钢焊接接头整体强韧性和疲劳性能的影响。
【关键词】：强韧化机理 马氏体相变 原位透射电镜 亚稳态奥氏体不锈钢 10Ni5CrMoV钢
【学位授予单位】：浙江大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：O344
【目录】：

• 致谢5-6
• 摘要6-7
• Abstract7-12
• 第一章 绪论12-30
• 1.1 研究背景及意义12-13
• 1.2 研究现状及问题的提出13-25
• 1.2.1 金属强韧化研究现状13-24
• 1.2.2 问题的提出24-25
• 1.3 原位透射电镜研究25-27
• 1.3.1 原位透射电镜实验25
• 1.3.2 原位透射电镜拉伸实验设备25-26
• 1.3.3 原位透射电镜拉伸方法研究马氏体相变26-27
• 1.4 本文的主要工作27-30
• 第二章 亚稳态奥氏体不锈钢的强韧化研究30-52
• 2.1 引言30-31
• 2.2 亚稳态奥氏体不锈钢强韧化的影响因素31-34
• 2.2.1 相变动力学对塑性的影响31-32
• 2.2.2 影响相变动力学的因素32
• 2.2.3 初始微结构对屈服强度的影响32-33
• 2.2.4 新的设计思路33-34
• 2.3 冷轧工艺对微结构和性能的影响34-40
• 2.3.1 冷轧性能35
• 2.3.2 冷轧微结构演化35-40
• 2.4 温轧工艺对微结构和性能的影响40-48
• 2.4.1 温轧性能40-43
• 2.4.2 温轧和冷轧样品性能比较43-44
• 2.4.3 温轧微结构演化44-48
• 2.5 450℃温轧10%和20%样品性能分析48-50
• 2.6 本章小结50-52
• 第三章 亚稳态奥氏体不锈钢强韧化的微观机理研究52-70
• 3.1 引言52-54
• 3.2 实验材料和条件54-56
• 3.2.1 实验材料54-55
• 3.2.2 相变可控条件的实现55-56
• 3.3 位错和相变的交互作用56-61
• 3.3.1 相界面作为有效的位错源57-59
• 3.3.2 位错塞积促进马氏体相变的产生59-61
• 3.4 讨论61-68
• 3.4.1 温轧对相变诱发塑性效应的影响61-62
• 3.4.2 弥散分布的α-马氏体62-65
• 3.4.3 材料强化和韧化机理的解耦65-68
• 3.5 本章小结68-70
• 第四章 亚稳态奥氏体不锈钢变形机理的原位透射电镜研究70-82
• 4.1 引言70-71
• 4.2 ε-马氏体和α-马氏体的交互作用71-73
• 4.3 晶界和α-马氏体的交互作用73-76
• 4.4 孪晶和α-马氏体的交互作用76-77
• 4.5 位错和α-马氏体的交互作用77-78
• 4.6 讨论78-80
• 4.6.1 微结构与α-马氏体的交互作用78-79
• 4.6.2 α-马氏体的形成机理79
• 4.6.3 α /γ相界面可作为有效的位错源79-80
• 4.7 本章小结80-82
• 第五章 10Ni5CrMoV高强钢焊接接头强韧性及疲劳性能研究82-108
• 5.1 引言82-83
• 5.2 10Ni5CrMoV钢的研究现状83-89
• 5.2.1 10Ni5CrMoV钢的发展历程83-84
• 5.2.2 10Ni5CrMoV钢的研究进展84-89
• 5.3 实验材料和实验条件89-91
• 5.3.1 实验材料89
• 5.3.2 焊接工艺89-91
• 5.3.3 疲劳试验条件91
• 5.4 焊接金相及硬度分析91-101
• 5.4.1 母材区的组织分析92-94
• 5.4.2 焊缝区的组织分析94
• 5.4.3 热影响区的组织分析94-97
• 5.4.4 熔合区的组织分析97-98
• 5.4.5 硬度分析98-99
• 5.4.6 焊接缺陷分析99-101
• 5.5 焊接接头强韧性及疲劳性能分析101-107
• 5.5.1 微观组织对焊接接头性能的影响102-103
• 5.5.2 疲劳裂纹萌生结果的分散性分析103-104
• 5.5.3 疲劳裂纹萌生机理104-106
• 5.5.4 疲劳断口分析106-107
• 5.6 本章小结107-108
• 第六章 总结与展望108-110
• 6.1 总结108-109
• 6.2 展望109-110
• 参考文献110-120

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