發(fā)布時間：2021-10-23 18:42

　　TWIP（Twinning Induced Plasticity）鋼是在Fe-Mn合金的基礎(chǔ)上添加合金元素,通過控制鋼的層錯能來控制變形過程中產(chǎn)生孿晶誘導(dǎo)塑性效應(yīng),使鋼同時獲得高強(qiáng)度和高塑性。對于TWIP鋼以及Fe-Mn合金的研究報道多集中在實驗領(lǐng)域,對于合金元素對TWIP鋼基體的影響的更深層的原子、電子層面的探討并未涉及。本文運(yùn)用密度泛函理論研究計算了Mn、Cr、Ni元素對γ-Fe的影響,揭示Fe-Mn合金具有的特征;計算了Al、C元素對Fe-Mn合金層錯能的影響,根據(jù)能帶理論分析了合金元素對電子結(jié)構(gòu)和晶體參數(shù)的影響;通過應(yīng)力應(yīng)變法研究了合金元素對Fe-Mn合金力學(xué)性能的影響。分析了合金元素的影響規(guī)律和作用機(jī)制,為鋼的成分設(shè)計和理論研究提供依據(jù)。研究結(jié)果表明Mn元素含量增加,Fe-Mn合金層錯能先減小后增大,同時降低體系總能,穩(wěn)定合金結(jié)構(gòu)。Cr元素能夠降低層錯能的同時降低體系總能,Ni元素提高層錯能和體系總能。C元素能夠升高Fe-25Mn合金的層錯能,并增加合金結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。高含量的Al元素能有效增加Fe-25Mn合金的層錯能,但是Al會升高合金總能,不能穩(wěn)定奧氏體。電子結(jié)構(gòu)分析表明... 

【文章來源】：河北科技大學(xué)河北省

【文章頁數(shù)】：61 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

不同成分體系TWIP鋼變形前后的微觀組織

晶體結(jié)構(gòu) 材料 滑移系 滑移方向fcc γ-Fe，Cu，Al，Ni {1 1 1} <1 1 0>bccα-Fe {1 1 0}{1 1 2}{1 2 3}<1 1 1>Mo，Nb，Ta {1 1 0}hcpBe,Co,Mg,Zn,Cd {0 0 0 1} <1 1 2 0>Ti,Zr {1 0 1 0} <1 1 0>在 fcc 晶體中發(fā)生全位錯整個過程往往能分解成兩個肖克來不全位錯完成。首整晶體沿著某一層（1 1 1）面上發(fā)射第一個不全位錯，滑移形成內(nèi)稟層錯，然在同一原子層上發(fā)射第二個不全位錯滑移消除內(nèi)稟層錯，使晶體又恢復(fù)為完整。完整晶體若只是完成第一個不全位錯發(fā)生而不發(fā)射第二個，這產(chǎn)生的結(jié)構(gòu)就垛層錯；若在發(fā)生第一個不全位錯的相鄰原子層再發(fā)生第一個不全位錯即在內(nèi)錯的相鄰原子層發(fā)生一個外稟層錯，這就是兩層孿晶，以此類推可以產(chǎn)生多層。按照層錯理論，單層層錯可以視作單層孿晶。

圖 1-3 層錯能模型圖[30]計算的方法現(xiàn)在主流由兩種：嵌入原子法(EAM)和基于算方法。EAM 的基本思想是總勢能可以表示為原子嵌之和。戎永華[31]等人用嵌入原子法計算了 Cu、Ag、A，并在此基礎(chǔ)上進(jìn)一步計算了 Fe-Mn 二元合金的層錯 量 在 20%-50% 的 時 候 ， 層 錯 能 的 關(guān) 系 呈 線a(Mn)%,這個結(jié)果與實驗數(shù)據(jù)吻合較好。圖 1-4 為用 E錯能。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
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本文編號：3453697