【摘要】：本文利用不同成分的高錳鋼(4.0wt.%-8.0wt.% Mn),通過Gleeble熱模擬實驗和退火實驗研究了高錳鋼在馬氏體溫變形和后續(xù)兩相區(qū)退火過程中的組織演變規(guī)律及相關機制,制備了顯微組織由超細鐵素體基體和馬奧島(馬氏體+殘余奧氏體)組成的高錳TRIP鋼,結合掃描電鏡(SEM)、電子背散射衍射(EBSD)、透射電鏡(TEM)和宏觀拉伸等分析手段研究了高錳TRIP鋼制備過程中的組織演變與室溫宏觀力學性能問的關系,探討了工藝參數和合金元素的影響作用,采用同步輻射高能x射線(HEXRD)原位拉伸實驗分析了高錳TRIP鋼塑性變形過程中各相間的微觀應力應變配分行為。結果表明：高錳TRIP鋼經奧氏體化后空冷即可得到馬氏體組織,溫變形首先促進馬氏體分解成鐵素體基體和滲碳體粒子,隨后促進鐵素體動態(tài)再結晶的發(fā)生、奧氏體逆相變的進行和滲碳體粒子的溶解。在兩相區(qū)退火時,鐵素體通過再結晶完成等軸化,奧氏體持續(xù)形成的同時滲碳體粒子逐漸溶解。通過馬氏體溫變形加兩相區(qū)退火工藝,可以在較小的應變量和較短的退火時間條件下獲得由亞微米尺度的鐵素體基體、馬氏體和殘余奧氏體組成的復相組織,其綜合力學性能(強塑積)與相似成分的利用冷軋后長時間兩相區(qū)退火工藝得到的高錳TRIP鋼相當。高錳TRIP鋼的屈服強度隨著溫變形應變量的增加而增加,隨退火時間的增加而降低。隨著溫變形應變量的增加或退火時間的增加,殘余奧氏體穩(wěn)定性下降,高錳TRIP鋼的抗拉強度提高的同時延伸率有所降低。提高馬氏體溫變形時的變形溫度或降低應變速率以及提高退火溫度,均有利于提高最終復相組織的均勻性并提高其中的殘余奧氏體含量,改善高錳TRIP鋼的加工硬化能力,獲得更好的強度-塑性配合。在馬氏體溫變形過程中,Mn含量的提高增加了形變激活能,C含量的提高則降低了形變激活能,而Si含量或Al含量的增加對形變激活能影響不大。c含量的提高促進了馬氏體的分解,而Mn含量、Si含量或Al含量的增加則推遲了馬氏體的分解。C含量的增加促進了鐵素體的動態(tài)再結晶,而Mn含量或Si含量的增加則阻礙了鐵素體的動態(tài)再結晶。與此同時,Mn含量的增加促進了奧氏體的逆轉變過程,而C含量、Si含量或Al含量的增加則推遲了奧氏體的逆轉變。增加Mn含量可使最終復相組織中殘余奧氏體的含量提高而其穩(wěn)定性有所降低,導致高錳TRIP鋼的強度明顯提高的同時延伸率有所降低。提高C含量或Si含量可使最終復相組織中殘余奧氏體的含量提高且其穩(wěn)定性有所提高,導致高錳TRIP鋼的強度和延伸率均有所提高。提高A1含量在使最終復相組織中殘余奧氏體的含量提高的同時明顯提高了其穩(wěn)定性,導致高錳TRIP鋼的加工硬化能力不足,抗拉強度有所降低但其均勻延伸率和總延伸率有所增大。通過基于同步輻射的原位HEXRD實驗研究了兩種工藝條件下的高錳TRIP鋼在變形過程中各組成相之間的微觀應力/應變的配分行為以及殘余奧氏體的轉變動力學對材料加工硬化能力的影響,并基于Gladman型混合定則初步建立了高錳TRIP鋼的應力-應變關系本構方程。
【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

【參考文獻】

相關期刊論文 前2條

1 董瀚;曹文全;時捷;王存宇;王毛球;翁宇慶;;第3代汽車鋼的組織與性能調控技術[J];鋼鐵;2011年06期

2 李楠;時捷;陳為亮;曹文全;;碳含量對冷軋中錳鋼雙相區(qū)退火組織和力學性能的影響[J];熱加工工藝;2012年02期

相關碩士學位論文 前1條

1 胡銳;鎳鈦鈮記憶合金相變與微觀力學行為的原位衍射研究[D];東北大學;2012年

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本文編號：2556351