【摘要】：近年來,在保證材料綜合力學性能較好又盡量節(jié)約成本的前提下,發(fā)展了第三代高強鋼,主要是中錳成分體系高強鋼,其Mn含量一般在4%～12%,強塑積可達25GPa·%～60GPa%。中錳鋼之所以具有較好的綜合力學性能主要在于其利用組織中殘留的亞穩(wěn)態(tài)奧氏體在形變過程中可產(chǎn)生TRIP效應增強增塑。為了獲得含量較多的殘留奧氏體(RA)組織,關鍵在于實驗鋼的成分設計和熱處理工藝。本論文設計了 Fe-0.2C-9Mn-3.5Al成分中錳鋼,研究了不同熱處理工藝對含δ-鐵素體中錳鋼組織演變、力學性能及其變形行為的影響,以期為高強度鋼微觀組織調控和力學性能優(yōu)化提供實驗和理論基礎,主要結果歸納如下:(1)采用奧氏體逆轉變(ART)工藝研究了實驗鋼的組織演變和力學性能,其室溫組織主要由δ-鐵素體、臨界鐵素體(IF)和殘余奧氏體(RA)多相組成,RA含量較高(40%);實驗鋼在臨界區(qū)750℃保溫60min,可獲得較好的綜合性能,強塑積可達30.78GPa·%,沖擊吸收功可達182J。(2)在奧氏體逆轉變工藝基礎上增加了循環(huán)淬火步驟,即循環(huán)淬火-奧氏體逆轉變(CQ-ART)工藝。結果表明,實驗鋼室溫組織中可獲得較為細小的奧氏體團且Ra含量略有提升(～52%),最優(yōu)強塑積和沖擊吸收功分別提升至41.53GPa%和221J。CQ-ART工藝對實驗鋼性能優(yōu)化主要歸因于循環(huán)淬火細化了奧氏體組織和轉變較充分的TRIP效應。(3)將淬火配分工藝(QP)應用于中錳鋼中,其室溫組織主要由δ-鐵素體、大量馬氏體(M)和少量RA組成,RA含量相比于ART工藝實驗鋼較少(20%)。QP工藝實驗鋼抗拉強度均較高(110OMPa),但總伸長率較小(25%),其較優(yōu)的強塑積和沖擊吸收功分別為25.26GPa·%和為47.16J。組織中大量的馬氏體可較好地改善實驗鋼的強度,但少量Ra不利于發(fā)揮形變誘發(fā)塑性效應增強增塑。(4)分析不同工藝實驗鋼應變硬化行為可知:ART實驗鋼應變硬化過程可分為四個階段,即SⅠ-快速下降、SⅡ-緩慢下降、SⅢ緩慢上升和SⅣ-波動式下降。其中SⅢ緩慢上升階段持續(xù)應變過程更久,表明ART工藝實驗鋼在應變中后期TRIP效應產(chǎn)生較充分,組織協(xié)調變形能力更好,更有利于獲得較好的綜合力學性能;而QP工藝實驗鋼應變硬化過程可分為三個階段,即SⅠ-快速下降、SⅡ-緩慢上升和SⅢ-緩慢下降。其中SⅡ上升階段表明材料在應變中期TRIP效應作用更大,抵抗變形能力更強,但是SⅡ階段持續(xù)應變過程很短,對材料綜合力學性能改善作用不明顯。
【學位授予單位】：西南交通大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：TG142.1;TG161

【參考文獻】

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本文編號：2789296