70Si3Mn無碳化物貝氏體鋼的變形行為研究
發(fā)布時間：2021-01-09 22:46
本文以70Si3Mn無碳化物貝氏體鋼為研究對象。利用混合修正原則和Swift方程研究了宏觀應力應變在體積分數(shù)變化的各微觀組成相中的分配規(guī)律,并且研究了應變速率和溫度對試驗鋼力學性能的影響。研究結果表明,在變形過程中,試驗鋼中的貝氏體鐵素體承擔了80.0-88.3%的應變和73.6-93.2%的應力;殘余奧氏體承擔了10.2-19.4%的應變和不超過8%的應力;新生成的馬氏體承擔的應變較低,但在變形后期承擔了22.7%的應力。在單位體積分數(shù)下,殘余奧氏體的變形量最大,且隨宏觀變形的增加,盡管殘余奧氏體的體積分數(shù)大幅度降低,但其變形量增加幅度加快,說明了殘余奧氏體自身較強的變形能力;單位體積分數(shù)下馬氏體承擔的應力最大,說明了硬脆的馬氏體擁有較強的承擔應力的能力。通過對計算結果的討論與推演,建立了三相協(xié)調變形的模型,揭示了各相間協(xié)同變形的規(guī)律和機理。隨著應變速率的增高,試驗鋼的抗拉強度、屈服強度和均勻延伸率逐漸降低。研究結果表明,在較低的應變速率下變形時,殘余奧氏體的轉變速率低,這使得在相同應變量下,低應變速率變形試樣中擁有更多含量的殘余奧氏體,此時,更多含量的殘余奧氏體可以更有效的發(fā)揮TR...
【文章來源】：燕山大學河北省
【文章頁數(shù)】：72 頁
【學位級別】：碩士
【部分圖文】：
無碳化物貝氏體鋼的組織照片
物貝氏體鋼的強塑性復合更好。Sharma 等[6]將研究材處理工藝獲得了低碳無碳化物貝氏體組織，該組織擁抗拉強度為 1656MPa，屈服強度 1557MPa，而延伸率預變形處理對無碳化物貝氏體鋼強塑性能的影響，通 30%試樣性能的對比發(fā)現(xiàn)，雖然試驗材料的強塑積隨，但當變形量達到 30%時，其強塑積仍可達到 16G體和薄膜狀的殘余奧氏體具有非常明顯的尺寸強化效強塑性的提高十分有利，Qian 等[8]向低碳鋼中添加合理工藝的優(yōu)化在 320°C 等溫 84min 時獲得了這種細小，該組織擁有韌性（超過 132J/cm2），塑性（~20%）和強一般認為，殘余奧氏體的含碳量越高則其機械穩(wěn)定性n[9]等發(fā)現(xiàn)更高碳含量的殘余奧氏體可以顯著提高材料 一 種 碳 含 量 為 0.9wt% 的 無 碳 化 物 貝 氏 體 鋼 其a，延伸率達到了驚人的 16-34%。
320°C 和 395°C 等溫淬火獲得了兩種不同組織形態(tài)的中碳無碳化物貝氏體組織，在低周疲勞試驗中，0.8%的應變幅下，320°C 等溫組織的疲勞壽命周次超過了 104，而無論在 0.52%還是 0.8%的應變幅下 320°C 等溫組織的疲勞壽命總是高于 395°C的等溫組織，如圖 1-3 所示，研究發(fā)現(xiàn) 395°C 的等溫組織在早期疲勞階段的循環(huán)軟化行為會增加試樣的塑性應變，這些塑性應變會降低材料的疲勞壽命，而在320°C 等溫組織中更細的鐵素體板條束可以改變較小疲勞裂紋的擴展方向并且降低裂紋擴展速率，這大大有益于材料的疲勞性能。此外，尺寸細小的無碳化物貝氏體組織擁有更多的相界面，疲勞裂紋通過這些界面需要更多的能量，而裂紋在殘余奧氏體相中擴展所需能力較低，因此，疲勞裂紋會優(yōu)先在殘余奧氏體相中擴展，此時相當一部分的殘余奧氏體會在應力-應變的作用下發(fā)生相變，釋放應力集中，這無疑會使材料的疲勞性能大大提高，例如，Zheng 等研究了一種具有 10%體積分數(shù)殘余奧氏體的無碳化物貝氏體鋼的滾動接觸疲勞性能，該材料在 1.7GPa的高接觸應力下依然表現(xiàn)出了不俗的抗疲勞性能[10]。
【參考文獻】：
期刊論文
[1]工業(yè)4.0在鋼鐵工業(yè)中的發(fā)展路徑[J]. 謝世殊,郭朝暉,劉獻東. 寶鋼技術. 2015(06)
[2]雙相鋼組成相的變形行為及其影響因素[J]. 魏興,付立銘,劉世昌,王巍,單愛黨. 材料研究學報. 2013(06)
[3]Mo和Ni對高強無碳化物貝氏體鋼組織轉變與力學性能的影響[J]. 陳雨來,董長征,蔡慶伍,萬德成,李亮,齊越. 材料工程. 2013(09)
[4]鑄造無碳化物貝氏體耐磨鋼的研究與應用[J]. 程巨強,劉志學. 鑄造. 2011(04)
[5]金屬拉伸試樣的斷口分析[J]. 李紅英. 山西大同大學學報(自然科學版). 2011(01)
[6]新一代高強塑性鋼的開發(fā)與應用[J]. 李光瀛,周積智. 軋鋼. 2011(01)
[7]C-Si-Mn冷軋雙相鋼的應變硬化特性[J]. 鄺霜,康永林,于浩,劉仁東. 材料工程. 2009(02)
[8]雙相鋼高溫組織和抗拉強度的Thermo-Calc計算與實驗研究[J]. 黃群飛,何燕霖,劉華初,史文,李麟. 上海金屬. 2008(05)
[9]貝氏體車輪鋼性能分析[J]. 付秀琴,張斌,張弘,張明如. 中國鐵道科學. 2008(05)
[10]410S21鋼高溫拉伸性能研究及數(shù)值模擬[J]. 陳仙鳳,金杰. 上海金屬. 2008(03)
本文編號：2967536
【文章來源】：燕山大學河北省
【文章頁數(shù)】：72 頁
【學位級別】：碩士
【部分圖文】：
無碳化物貝氏體鋼的組織照片
物貝氏體鋼的強塑性復合更好。Sharma 等[6]將研究材處理工藝獲得了低碳無碳化物貝氏體組織，該組織擁抗拉強度為 1656MPa，屈服強度 1557MPa，而延伸率預變形處理對無碳化物貝氏體鋼強塑性能的影響，通 30%試樣性能的對比發(fā)現(xiàn)，雖然試驗材料的強塑積隨，但當變形量達到 30%時，其強塑積仍可達到 16G體和薄膜狀的殘余奧氏體具有非常明顯的尺寸強化效強塑性的提高十分有利，Qian 等[8]向低碳鋼中添加合理工藝的優(yōu)化在 320°C 等溫 84min 時獲得了這種細小，該組織擁有韌性（超過 132J/cm2），塑性（~20%）和強一般認為，殘余奧氏體的含碳量越高則其機械穩(wěn)定性n[9]等發(fā)現(xiàn)更高碳含量的殘余奧氏體可以顯著提高材料 一 種 碳 含 量 為 0.9wt% 的 無 碳 化 物 貝 氏 體 鋼 其a，延伸率達到了驚人的 16-34%。
320°C 和 395°C 等溫淬火獲得了兩種不同組織形態(tài)的中碳無碳化物貝氏體組織，在低周疲勞試驗中，0.8%的應變幅下，320°C 等溫組織的疲勞壽命周次超過了 104，而無論在 0.52%還是 0.8%的應變幅下 320°C 等溫組織的疲勞壽命總是高于 395°C的等溫組織，如圖 1-3 所示，研究發(fā)現(xiàn) 395°C 的等溫組織在早期疲勞階段的循環(huán)軟化行為會增加試樣的塑性應變，這些塑性應變會降低材料的疲勞壽命，而在320°C 等溫組織中更細的鐵素體板條束可以改變較小疲勞裂紋的擴展方向并且降低裂紋擴展速率，這大大有益于材料的疲勞性能。此外，尺寸細小的無碳化物貝氏體組織擁有更多的相界面，疲勞裂紋通過這些界面需要更多的能量，而裂紋在殘余奧氏體相中擴展所需能力較低，因此，疲勞裂紋會優(yōu)先在殘余奧氏體相中擴展，此時相當一部分的殘余奧氏體會在應力-應變的作用下發(fā)生相變，釋放應力集中，這無疑會使材料的疲勞性能大大提高，例如，Zheng 等研究了一種具有 10%體積分數(shù)殘余奧氏體的無碳化物貝氏體鋼的滾動接觸疲勞性能，該材料在 1.7GPa的高接觸應力下依然表現(xiàn)出了不俗的抗疲勞性能[10]。
【參考文獻】：
期刊論文
[1]工業(yè)4.0在鋼鐵工業(yè)中的發(fā)展路徑[J]. 謝世殊,郭朝暉,劉獻東. 寶鋼技術. 2015(06)
[2]雙相鋼組成相的變形行為及其影響因素[J]. 魏興,付立銘,劉世昌,王巍,單愛黨. 材料研究學報. 2013(06)
[3]Mo和Ni對高強無碳化物貝氏體鋼組織轉變與力學性能的影響[J]. 陳雨來,董長征,蔡慶伍,萬德成,李亮,齊越. 材料工程. 2013(09)
[4]鑄造無碳化物貝氏體耐磨鋼的研究與應用[J]. 程巨強,劉志學. 鑄造. 2011(04)
[5]金屬拉伸試樣的斷口分析[J]. 李紅英. 山西大同大學學報(自然科學版). 2011(01)
[6]新一代高強塑性鋼的開發(fā)與應用[J]. 李光瀛,周積智. 軋鋼. 2011(01)
[7]C-Si-Mn冷軋雙相鋼的應變硬化特性[J]. 鄺霜,康永林,于浩,劉仁東. 材料工程. 2009(02)
[8]雙相鋼高溫組織和抗拉強度的Thermo-Calc計算與實驗研究[J]. 黃群飛,何燕霖,劉華初,史文,李麟. 上海金屬. 2008(05)
[9]貝氏體車輪鋼性能分析[J]. 付秀琴,張斌,張弘,張明如. 中國鐵道科學. 2008(05)
[10]410S21鋼高溫拉伸性能研究及數(shù)值模擬[J]. 陳仙鳳,金杰. 上海金屬. 2008(03)
本文編號：2967536
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