本文關(guān)鍵詞：Al元素對輕質(zhì)高強Fe-Mn-Al鋼組織及力學(xué)性能的影響及其作用機理

  更多相關(guān)文章： Fe-Mn-Al-C鋼 Al含量 鑄態(tài) 固溶處理 軋制變形

【摘要】：中錳Fe-Mn-Al-C鋼作為第三代汽車用鋼,具有低密度,高強塑性,良好的加工成形性及低成本等特點,可以減輕汽車重量,降低油耗和提升汽車的安全性能,具有很好的應(yīng)用前景。本文設(shè)計了Fe-10Mn-6Al-0.25C、Fe-10Mn-8Al-0.25C、Fe-10Mn-10Al-0.25C三種不同Al含量的中錳鋼,利用中頻感應(yīng)爐在大氣氛圍中澆鑄而成。通過力學(xué)性能測試,結(jié)合光學(xué)顯微鏡(OM)、X射線衍射(XRD)、掃描電子顯微鏡(SEM)和能譜分析(EDS),電子探針(EPMA)等研究了不同Al含量對鑄造態(tài)的實驗鋼組織和力學(xué)性能的影響。并研究了不同的固溶處理溫度以及軋制參數(shù)和隨后的熱處理工藝對實驗鋼的組織和力學(xué)性能的影響,探索進(jìn)一步提高實驗鋼力學(xué)性能的方法。結(jié)果表明:利用中頻爐澆鑄的不同Al含量的實驗鋼室溫下鑄造態(tài)的組織為粗大的奧氏體和鐵素體,奧氏體分布在鐵素體基體上,同時組織中還出現(xiàn)了碳的富集相,隨著Al含量的增加,實驗鋼中奧氏體的體積分?jǐn)?shù)減少,尺寸形貌也發(fā)生了變化,6%Al鋼的奧氏體相的形貌為穩(wěn)定性差的塊狀,8%Al鋼中奧氏體呈桿條狀,10%Al鋼的奧氏體尺寸變小,為短桿狀。并且隨著鋼中Al含量的提高,C元素的富集相減少,而且鋼的奧氏體中的Mn、C元素的濃度增大。受粗大組織的影響,鑄態(tài)實驗鋼的抗拉強度較低,抗拉強度隨著Al元素的增加而減小,8%Al鋼和10%Al鋼為脆斷。不同Al含量的鑄造態(tài)的實驗鋼分別經(jīng)過900℃、950℃、1000℃固溶處理1h后,6%Al鋼和8%Al鋼硬度下降,強度塑性得到明顯改善,8%Al固溶態(tài)鋼在拉伸過程中出現(xiàn)屈服平臺。由于Al元素的擴散分布的主導(dǎo)作用,經(jīng)過固溶處理后三種鋼中鐵素體所占的比重都不同程度的有所增大,奧氏體的尺寸和形貌也發(fā)生了變化,6%Al鋼在950℃處理后變成長條狀,8%Al鋼的組織從桿狀變?yōu)榘鍡l狀,6%Al和8%Al鋼在900℃、950℃固溶處理后,奧氏體都發(fā)生不同程度的長大,在1000℃固溶處理后,奧氏體尺寸變小,推測是奧氏體發(fā)生了分解。隨著固溶溫度的升高,鋼中的碳的富集相逐漸消失,10%Al鋼固溶處理后組織和性能變化不明顯。鑄造態(tài)的8%Al鋼經(jīng)過40%、60%兩種變形量的軋制處理后,鋼仍為奧氏體、鐵素體兩相組織,隨著軋制變形量的增大,在變形量和軋制高溫的作用下,奧氏體尺寸增大,呈長條狀。對軋制后的實驗鋼進(jìn)行750℃和800℃退火后等溫淬火處理,實驗鋼中奧氏體的體積分?jǐn)?shù)先增大后減小。
【關(guān)鍵詞】：Fe-Mn-Al-C鋼 Al含量 鑄態(tài) 固溶處理 軋制變形
【學(xué)位授予單位】：蘭州理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TG142.1
【目錄】：

• 摘要7-8
• Abstract8-10
• 第一章 緒論10-23
• 1.1 引言10
• 1.2 汽車用鋼的發(fā)展10-11
• 1.3 Fe-Mn-Al-C鋼的研究發(fā)展11-18
• 1.3.1 低合金TRIP鋼12-14
• 1.3.2 高錳TWIP/TRIP鋼14-17
• 1.3.3 中錳鋼17-18
• 1.4 合金元素及其化合物對輕質(zhì)中錳鋼的影響18-19
• 1.5 Fe-Mn-Al-C鋼的軋制及熱處理工藝19-21
• 1.5.1 軋制過程對鋼性能的影響19-20
• 1.5.2 熱處理工藝對鋼材組織和性能的影響20-21
• 1.6 本論文研究的主要內(nèi)容和目的21-23
• 1.6.1 本論文研究的理論基礎(chǔ)及意義21-22
• 1.6.2 主要內(nèi)容22
• 1.6.3 主要目的22-23
• 第二章 Al元素對中錳Fe-Mn-Al-C鋼鑄造組織和力學(xué)性能的影響23-36
• 2.1 實驗過程23-26
• 2.1.1 Fe-Mn-Al-C鋼的鑄造23-24
• 2.1.2 實驗合金的性能測試24-25
• 2.1.3 鑄造實驗鋼的組織表征25-26
• 2.2 實驗結(jié)果26-34
• 2.2.1 鑄造鋼的組織26-32
• 2.2.2 實驗鋼力學(xué)性能32-34
• 2.3 討論34-35
• 2.4 結(jié)論35-36
• 第三章 固溶處理對實驗鋼組織和力學(xué)性能的影響36-52
• 3.1 實驗過程36-37
• 3.1.1 固溶工藝的制定36-37
• 3.1.2 實驗鋼的的組織表征37
• 3.1.3 實驗鋼的力學(xué)性能測試37
• 3.2 實驗結(jié)果37-49
• 3.2.1 6%Al實驗鋼37-42
• 3.2.2 8%Al實驗鋼42-47
• 3.2.3 10%Al實驗鋼47-49
• 3.3 討論49-50
• 3.4 結(jié)論50-52
• 第四章 不同的軋制變形量和退火溫度對實驗鋼的組織的影響52-61
• 4.1 實驗過程52-54
• 4.1.1 實驗鋼的熱軋及熱處理52-53
• 4.1.2 實驗鋼的組織測試53
• 4.1.3 實驗鋼的硬度測試53-54
• 4.2 實驗結(jié)果54-59
• 4.3 討論59-60
• 4.4 結(jié)論60-61
• 結(jié)論61-63
• 參考文獻(xiàn)63-67
• 致謝67-68
• 附錄A 攻讀學(xué)位期間所發(fā)表的學(xué)術(shù)論文目錄68

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本文編號：1070554