【摘要】：本文研究了Fe-8.3Mn-(9.5Al,12Al,14.5)Al-C三種中錳低密度鋼的熱軋態(tài)微觀組織及力學(xué)性能,并利用電化學(xué)充氫和慢應(yīng)變速率拉伸實(shí)驗(yàn)結(jié)合ABAQUS有限元模擬,研究了9.5Al和12Al兩種實(shí)驗(yàn)鋼的氫脆特征,為揭示低密度鋼的氫脆機(jī)理提供參考。利用Thermo-Calc軟件對Fe-8.3Mn-x Al-1C系中錳低密度鋼進(jìn)行了相圖計算,分析了其主要組成部分、不同相的占比及形成溫度的變化,同時,觀察了Fe-8.3Mn-x Al-1C系中錳低密度鋼的熔點(diǎn)、包晶反應(yīng)和共析反應(yīng)溫度等隨Al含量的變化趨勢。進(jìn)一步通過OM、SEM、XRD等表征手段研究了9.5%,12%,14.5%三種低密度鋼的熱軋態(tài)組織形貌。發(fā)現(xiàn)隨Al含量改變,鋼中鐵素體和奧氏體相形貌發(fā)生變化,9.5Al時奧氏體呈網(wǎng)狀分布在鐵素體基體上,12Al和14.5Al鋼中鐵素體和奧氏體平行于軋制方向呈條帶狀間隔分布。對三種實(shí)驗(yàn)鋼的力學(xué)性能測試,發(fā)現(xiàn)9.5Al鋼強(qiáng)度較高的同時具有良好的塑性;12.5Al鋼的強(qiáng)度更高,但塑性降低;14.5Al鋼的強(qiáng)度和塑性均較差。借助ABAQUS有限元軟件模擬在不同條件下鋼中的氫濃度變化,模擬了不同的外界氫濃度環(huán)境對鋼中氫擴(kuò)散行為的影響,同時,研究了鋼中第二相對氫在鋼中擴(kuò)散的影響,分析了第二相的取向?qū)︿撝胁煌恢�、不同時間下氫濃度變化的影響。研究發(fā)現(xiàn)隨著外界氫濃度的增加,試樣內(nèi)部氫濃度增加,但不同的位置氫濃度變化規(guī)律各不相同;第二相對鋼基體的氫原子存在吸附誘導(dǎo)作用,影響氫在鋼中的分布。利用電化學(xué)充氫實(shí)驗(yàn)研究了充氫時間和電流密度對9.5Al和12Al兩種低密度鋼中氫含量的影響。結(jié)合慢應(yīng)變速率拉伸實(shí)驗(yàn)和斷口分析表明,兩種實(shí)驗(yàn)鋼充氫后均產(chǎn)生明顯的塑型損失,9.5Al實(shí)驗(yàn)鋼的脆化指數(shù)低于12Al實(shí)驗(yàn)鋼,12Al鋼表現(xiàn)出更高的氫脆敏感性。分析認(rèn)為12Al實(shí)驗(yàn)鋼具有更高的強(qiáng)度,且Al含量更高導(dǎo)致奧氏體含量相對降低,同時鋼中細(xì)小的晶粒促進(jìn)了氫在鋼中的富集,導(dǎo)致其氫脆敏感性更高。
【學(xué)位授予單位】：安徽工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TG142.1
【圖文】：

圖 1-1. 現(xiàn)代汽車用鋼抗拉強(qiáng)度和延伸率之間的關(guān)系[6]1-1 Relationship between Tensile Strength and Elongation of Steel Used in ModernAutomo如圖 1-1 所示為目前主要現(xiàn)代汽車用鋼的屈服強(qiáng)度與延伸率之間的關(guān)系圖可以看出正常情況下屈服強(qiáng)度與延伸率成反比例關(guān)系，但是 TRIP 鋼、TW

圖 1-2. Fe-15Mn-10Al-0.86C-5Ni 鋼冷軋退火過程中 B2 相析出規(guī)律[13]Fig.1-2 B2 Precipitation of Fe-15Mn-10Al-0.86C-5Ni steel in cold rolling and annealing[13]國內(nèi)，關(guān)于 Fe-Mn-Al-C 系低密度鋼，鋼鐵研究總院、東北大學(xué)、北京科技大學(xué)和安徽工業(yè)大學(xué)等做了相關(guān)的研究報道。丁樺等[14]在 Fe-26Mn-（3，6，10，12）-Al-C 的研究中發(fā)現(xiàn)，當(dāng) Al 含量在 3%和 6%，鋼中為全奧氏體組織，隨著鋁含量的

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2718093