【摘要】：本研究利用Gleeble-1500熱模擬試驗機進行單軸壓縮實驗,通過光學顯微鏡、掃描電鏡、透射電鏡、XRD、電解耦合等離子體發(fā)射光譜儀、室溫拉伸及原位高能X射線等分析測試手段,研究了具有不同微合金元素添加狀態(tài)(不添加/單獨添加Nb/復合添加Nb+Ti或V+Ti)的TRIP鋼在不同類型的熱加工工藝過程中的組織演變,分析了微合金元素和復相組織狀態(tài)對熱軋微合金化TRIP岡力學行為的影響作用,并利用中試試驗軋機對微合金化熱軋TRIP鋼進行了試制。研究結果表明：由于TRIP鋼的C含量較高,經過1250-C保溫5min的奧氏體化處理后添加的微合金元素不能完全固溶到奧氏體中,組織中存在一定量的未溶粒子。單獨添加Nb時,其固溶量可達總添加量的約70%；復合添加Nb+Ti或V+Ti時,Ti的固溶量很低,并且導致Nb的固溶量降低,但對V的固溶量無明顯影響。通過固溶Nb在熱加工過程中的析出可以實現(xiàn)奧氏體的未再結晶區(qū)變形。在基于控制冷卻的熱軋TRIP工藝條件下,相比于再結晶奧氏體狀態(tài),形變奧氏體狀態(tài)下較高的形核位置密度促進了鐵素體的轉變和晶粒細化,最終多相組織中鐵素體晶粒及貝氏體團尺寸較小、貝氏體束位向多樣、Nb的析出量也較多,材料的抗拉強度和延伸率有所提高。在基于動態(tài)相變的熱軋TRIP工藝條件下,奧氏體狀態(tài)對于熱加工過程中組織演變的影響作用被弱化,微合金元素析出量差別也較小,工藝穩(wěn)定性得到提高。與基于控制冷卻的熱軋TRIP鋼相比,基于動態(tài)相變的熱軋TRIP岡中鐵素體晶粒顯著細化,貝氏體團尺寸更小且分布更為彌散,殘余奧氏體穩(wěn)定性提高,具有更好的強度-塑性配合。在熱軋TRIP鋼中添加Nb可以明顯提高組織中殘余奧氏體的穩(wěn)定性。方面,殘余奧氏體中固溶的Nb提高了奧氏體的層錯能,降低了奧氏體中剪切帶形成的速度,阻礙了形變誘導馬氏體相變的發(fā)生。另一方面,由于Nb對鐵素體轉變的抑制作用,殘余奧氏體大多以穩(wěn)定性較高的條帶狀存在于貝氏鐵素體板條間。穩(wěn)定性較高的殘余奧氏體在變形過程中不易發(fā)生形變誘導轉變,有利于提高材料的加工硬化能力,實現(xiàn)更好的強度-塑性配合。與單獨添加Nb相比,復合添加Nb、Ti導致奧氏體化后Nb的固溶量有所降低,與Nb鋼相比,在復相組織狀態(tài)接近的情況下,Nb-Ti鋼的抗拉強度較高而延伸率有所降低。與Nb相比,V對奧氏體晶粒的細化效果明顯減弱,對奧氏體向鐵素體轉變過程的影響及對鐵素體晶粒的細化作用都不明顯,對殘余奧氏體的穩(wěn)定性也沒有明顯影響。添加V的主要作用是通過其較強烈的析出強化效果,提高材料的屈服強度。采用兩輥可逆式試驗軋機進行了基于動態(tài)相變的熱軋微合金化TRIP鋼工藝的軋制實驗,在相對簡易的冷卻控制、模擬卷取條件下,制備出的Nb鋼的抗拉強度超過800MPa、總延伸率可達40%,強塑積超過30GPa%；V-Ti鋼的抗拉強度接近900MPa、總延伸率可達30%,強塑積超過27GPa%。這說明基于動態(tài)相變的熱軋微合金化TRIP鋼工藝在實際生產中是可行的,通過調整微合金元素含量、優(yōu)化工藝參數(shù)等條件,可以制備出具有良好綜合力學性能的熱軋微合金化TRIP鋼。
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【學位授予單位】：北京科技大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TG142.1;TG335.11

【參考文獻】

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1 許云波;侯曉英;王業(yè)勤;吳迪;;快速加熱連續(xù)退火對超高強TRIP鋼顯微組織與力學性能的影響[J];金屬學報;2012年02期

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本文編號：2429420