發(fā)布時(shí)間：2019-11-05 20:57

【摘要】：本文利用不同成分的高錳鋼(4.0wt.%-8.0wt.% Mn),通過(guò)Gleeble熱模擬實(shí)驗(yàn)和退火實(shí)驗(yàn)研究了高錳鋼在馬氏體溫變形和后續(xù)兩相區(qū)退火過(guò)程中的組織演變規(guī)律及相關(guān)機(jī)制,制備了顯微組織由超細(xì)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(jié)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(guò)程中的組織演變與室溫宏觀力學(xué)性能問(wèn)的關(guān)系,探討了工藝參數(shù)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(shí)驗(yàn)分析了高錳TRIP鋼塑性變形過(guò)程中各相間的微觀應(yīng)力應(yīng)變配分行為。結(jié)果表明：高錳TRIP鋼經(jīng)奧氏體化后空冷即可得到馬氏體組織,溫變形首先促進(jìn)馬氏體分解成鐵素體基體和滲碳體粒子,隨后促進(jìn)鐵素體動(dòng)態(tài)再結(jié)晶的發(fā)生、奧氏體逆相變的進(jìn)行和滲碳體粒子的溶解。在兩相區(qū)退火時(shí),鐵素體通過(guò)再結(jié)晶完成等軸化,奧氏體持續(xù)形成的同時(shí)滲碳體粒子逐漸溶解。通過(guò)馬氏體溫變形加兩相區(qū)退火工藝,可以在較小的應(yīng)變量和較短的退火時(shí)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(fù)相組織,其綜合力學(xué)性能(強(qiáng)塑積)與相似成分的利用冷軋后長(zhǎng)時(shí)間兩相區(qū)退火工藝得到的高錳TRIP鋼相當(dāng)。高錳TRIP鋼的屈服強(qiáng)度隨著溫變形應(yīng)變量的增加而增加,隨退火時(shí)間的增加而降低。隨著溫變形應(yīng)變量的增加或退火時(shí)間的增加,殘余奧氏體穩(wěn)定性下降,高錳TRIP鋼的抗拉強(qiáng)度提高的同時(shí)延伸率有所降低。提高馬氏體溫變形時(shí)的變形溫度或降低應(yīng)變速率以及提高退火溫度,均有利于提高最終復(fù)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(qiáng)度-塑性配合。在馬氏體溫變形過(guò)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(duì)形變激活能影響不大。c含量的提高促進(jìn)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(jìn)了鐵素體的動(dòng)態(tài)再結(jié)晶,而Mn含量或Si含量的增加則阻礙了鐵素體的動(dòng)態(tài)再結(jié)晶。與此同時(shí),Mn含量的增加促進(jìn)了奧氏體的逆轉(zhuǎn)變過(guò)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(zhuǎn)變。增加Mn含量可使最終復(fù)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(dǎo)致高錳TRIP鋼的強(qiáng)度明顯提高的同時(shí)延伸率有所降低。提高C含量或Si含量可使最終復(fù)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(dǎo)致高錳TRIP鋼的強(qiáng)度和延伸率均有所提高。提高A1含量在使最終復(fù)相組織中殘余奧氏體的含量提高的同時(shí)明顯提高了其穩(wěn)定性,導(dǎo)致高錳TRIP鋼的加工硬化能力不足,抗拉強(qiáng)度有所降低但其均勻延伸率和總延伸率有所增大。通過(guò)基于同步輻射的原位HEXRD實(shí)驗(yàn)研究了兩種工藝條件下的高錳TRIP鋼在變形過(guò)程中各組成相之間的微觀應(yīng)力/應(yīng)變的配分行為以及殘余奧氏體的轉(zhuǎn)變動(dòng)力學(xué)對(duì)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(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系本構(gòu)方程。
【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(lèi)號(hào)】：TG142.1

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2556351