【摘要】：本研究利用Gleeble-1500熱模擬試驗(yàn)機(jī)進(jìn)行單軸壓縮實(shí)驗(yàn),通過光學(xué)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(dú)添加Nb/復(fù)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(fù)相組織狀態(tài)對熱軋微合金化TRIP岡力學(xué)行為的影響作用,并利用中試試驗(yàn)軋機(jī)對微合金化熱軋TRIP鋼進(jìn)行了試制。研究結(jié)果表明：由于TRIP鋼的C含量較高,經(jīng)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(dú)添加Nb時(shí),其固溶量可達(dá)總添加量的約70%；復(fù)合添加Nb+Ti或V+Ti時(shí),Ti的固溶量很低,并且導(dǎo)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(shí)現(xiàn)奧氏體的未再結(jié)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(jié)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(jìn)了鐵素體的轉(zhuǎn)變和晶粒細(xì)化,最終多相組織中鐵素體晶粒及貝氏體團(tuán)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(qiáng)度和延伸率有所提高。在基于動(dòng)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(dòng)態(tài)相變的熱軋TRIP岡中鐵素體晶粒顯著細(xì)化,貝氏體團(tuán)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(qiáng)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(cuò)能,降低了奧氏體中剪切帶形成的速度,阻礙了形變誘導(dǎo)馬氏體相變的發(fā)生。另一方面,由于Nb對鐵素體轉(zhuǎn)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(dǎo)轉(zhuǎn)變,有利于提高材料的加工硬化能力,實(shí)現(xiàn)更好的強(qiáng)度-塑性配合。與單獨(dú)添加Nb相比,復(fù)合添加Nb、Ti導(dǎo)致奧氏體化后Nb的固溶量有所降低,與Nb鋼相比,在復(fù)相組織狀態(tài)接近的情況下,Nb-Ti鋼的抗拉強(qiáng)度較高而延伸率有所降低。與Nb相比,V對奧氏體晶粒的細(xì)化效果明顯減弱,對奧氏體向鐵素體轉(zhuǎn)變過程的影響及對鐵素體晶粒的細(xì)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(qiáng)烈的析出強(qiáng)化效果,提高材料的屈服強(qiáng)度。采用兩輥可逆式試驗(yàn)軋機(jī)進(jìn)行了基于動(dòng)態(tài)相變的熱軋微合金化TRIP鋼工藝的軋制實(shí)驗(yàn),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(qiáng)度超過800MPa、總延伸率可達(dá)40%,強(qiáng)塑積超過30GPa%；V-Ti鋼的抗拉強(qiáng)度接近900MPa、總延伸率可達(dá)30%,強(qiáng)塑積超過27GPa%。這說明基于動(dòng)態(tài)相變的熱軋微合金化TRIP鋼工藝在實(shí)際生產(chǎn)中是可行的,通過調(diào)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(xué)性能的熱軋微合金化TRIP鋼。
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【學(xué)位授予單位】：北京科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TG142.1;TG335.11

【參考文獻(xiàn)】

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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(qiáng)TRIP鋼顯微組織與力學(xué)性能的影響[J];金屬學(xué)報(bào);2012年02期

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本文編號(hào)：2429420