TRIP(Transformation Induced Plasticity)效應(yīng)指相變誘發(fā)塑性,而TWIP(Twinning Induced Plasticity)效應(yīng)指孿生誘發(fā)塑性,一般地,可以將具有TRIP效應(yīng)或TWIP效應(yīng)的鋼稱為TRIP鋼或TWIP鋼。近年來,TRIP/TWIP鋼由于優(yōu)異的綜合力學(xué)性能和豐富的組織結(jié)構(gòu)演變受到研究者的廣泛關(guān)注,也成為汽車生產(chǎn)材料的有力競爭者。本文主要以含錳TRIP/TWIP鋼為研究對象,采用透射電子顯微鏡(TEM)、X-射線衍射技術(shù)(XRD)、電子背散射衍射技術(shù)(EBSD)等表征手段,并結(jié)合單軸拉伸、硬度測試和夏比沖擊試驗(yàn),重點(diǎn)研究了晶粒尺寸、形變方式、形變溫度等對Fe-20/25/29Mn-3Al-3Si系TRIP/TWIP鋼形變機(jī)制的影響,探討了形變組織及其與力學(xué)性能之間的關(guān)系,并歸納總結(jié)了這類鋼的強(qiáng)韌化機(jī)理。在理解該類TRIP/TWIP鋼強(qiáng)韌化機(jī)理的基礎(chǔ)上,采用表面機(jī)械研磨處理(SMGT)技術(shù)強(qiáng)化TRIP/TWIP鋼的表面。另外,為了提高TRIP鋼的屈服強(qiáng)度和降低成本,本文還研究了一種Fe-12Mn TRIP鋼的形變熱處理工藝,全文主要結(jié)...

【文章頁數(shù)】：143 頁

【學(xué)位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 選題的意義
    1.2 高錳鋼的簡介
    1.3 TRIP效應(yīng)
        1.3.1 TRIP效應(yīng)的簡介
        1.3.2 馬氏體相變的驅(qū)動力
        1.3.3 馬氏體相變的唯象理論
        1.3.4 馬氏體相變的晶體取向關(guān)系
    1.4 TWIP效應(yīng)
        1.4.1 TWIP效應(yīng)的簡介
        1.4.2 面心立方結(jié)構(gòu)的位錯和層錯
        1.4.3 形變孿晶的形核和生長機(jī)制
            1.4.3.1 極軸機(jī)制
            1.4.3.2 層錯機(jī)制
            1.4.3.3 其它機(jī)制
    1.5 影響TRIP/TWIP鋼組織和性能的因素
        1.5.1 合金元素
            1.5.1.1 Mn元素
            1.5.1.2 Al元素
            1.5.1.3 Si元素
            1.5.1.4 C、N元素
        1.5.2 晶粒大小
            1.5.2.1 晶粒尺寸對孿生的影響
            1.5.2.2 晶粒尺寸對馬氏體相變的影響
        1.5.3 溫度
        1.5.4 層錯能
    1.6 TRIP/TWIP鋼的應(yīng)變硬化行為
    1.7 TRIP/TWIP鋼研究過程中存在的問題
    1.8 本文研究的目的和主要內(nèi)容
第2章 實(shí)驗(yàn)方法
    2.1 實(shí)驗(yàn)材料
        2.1.1 實(shí)驗(yàn)材料的制備
            2.1.1.1 Fe-Mn-Al-Si系合金的制備
            2.1.1.2 Mn12Ni2MoTi(Al)鋼的制備
        2.1.2 實(shí)驗(yàn)鋼的加工工藝
            2.1.2.1 軋制工藝
            2.1.2.2 表面機(jī)械研磨處理
    2.2 力學(xué)性能測試
        2.2.1 準(zhǔn)靜態(tài)單軸拉伸測試
        2.2.2 夏比沖擊實(shí)驗(yàn)
        2.2.3 顯微硬度測試
    2.3 微觀組織分析
        2.3.1 金相觀察
        2.3.2 掃描電子顯微鏡(SEM)觀察
        2.3.3 電子背散射衍射分析
            2.3.3.1 簡介及相關(guān)原理
            2.3.3.1 織構(gòu)分析
        2.3.4 XRD物相分析
        2.3.5 透射電子顯微鏡(TEM)觀察
            2.3.5.1 弱束暗場像
            2.3.5.2 高分辨像
    2.4 實(shí)驗(yàn)設(shè)備
第3章 高錳TRIP/TWIP鋼中晶粒尺寸與加工硬化的關(guān)系
    3.1 引言
    3.2 層錯能
    3.3 冷軋樣品在退火過程中的織構(gòu)演變
    3.4 準(zhǔn)靜態(tài)單軸拉伸
    3.5 晶粒尺寸對馬氏體相變的影響
    3.6 微觀組織表征
    3.7 Hall-Petch關(guān)系的討論
        3.7.1 Hall-Petch關(guān)系的擴(kuò)展
        3.7.2 σ₍i(ε))隨著應(yīng)變量的變化
        3.7.3 k₍(ε))值隨著應(yīng)變量的變化
        3.7.4 關(guān)于k₍(ε))值的討論
    3.8 本章小結(jié)
第4章 高錳TWIP鋼中形變孿晶的強(qiáng)韌化機(jī)制
    4.1 引言
    4.2 微觀組織分析
        4.2.1 拉伸樣品的低倍TEM
        4.2.2 臺階
        4.2.3 9R結(jié)構(gòu)
        4.2.4 孿晶界與位錯的相互作用
    4.3 形變孿晶的加熱實(shí)驗(yàn)
        4.3.1 形變孿晶在加熱條件下的變化趨勢
        4.3.2 形變孿晶的退化機(jī)制
            4.3.2.1 擴(kuò)展Σ3{112}非共格孿晶界的移動
            4.3.2.2 位錯分解
            4.3.2.3 再結(jié)晶
    4.4 討論
        4.4.1 孿生誘發(fā)塑性機(jī)制
        4.4.2 孿晶界強(qiáng)化機(jī)制
        4.4.3 形變孿晶的熱穩(wěn)定性
    4.5 本章小結(jié)
第5章 高錳TRIP/TWIP鋼的沖擊變形機(jī)制與強(qiáng)韌化探討
    5.1 引言
    5.2 不同晶粒尺寸樣品的制備
    5.3 夏比沖擊實(shí)驗(yàn)
    5.4 微觀組織分析
        5.4.1 金相觀察
        5.4.2 微區(qū)XRD分析
        5.4.3 不同沖擊溫度試樣的TEM觀察
            5.4.3.1 –190℃下沖擊試樣的TEM分析
            5.4.3.2 –80℃下沖擊試樣的TEM分析
            5.4.3.3 20℃下沖擊試樣的TEM分析
    5.5 討論分析
        5.5.1 晶粒尺寸的影響
        5.5.2 溫度對變形機(jī)制的影響
            5.5.2.1 溫度對層錯能的影響
            5.5.2.2 溫度對Gibbs自由能的影響
    5.6 本章小結(jié)
第6章 高錳TRIP/TWIP鋼的表面強(qiáng)化
    6.1 引言
    6.2 硬度測試
    6.3 微觀組織分析
        6.3.1 SMGT處理后試樣的SEM表征
        6.3.2 SMGT處理后試樣的TEM表征
    6.4 不同溫度退火后的SMGT樣品
    6.5 冷軋?jiān)嚇蛹捌洳煌瑴囟韧嘶鸷蟮奈⒂^組織
    6.6 形變孿晶和α′-馬氏體的熱穩(wěn)定性
    6.7 討論
    6.8 本章小結(jié)
第7章 中錳超細(xì)TRIP/TWIP鋼的析出強(qiáng)化
    7.1 引言
    7.2 熱處理工藝
    7.3 不同熱處理方式后的SEM形貌組織特征
    7.4 超細(xì)晶組織
    7.5 析出相
    7.6 奧氏體含量
    7.7 力學(xué)性能
    7.8 本章小結(jié)
結(jié)論
本論文的主要創(chuàng)新點(diǎn)和以后工作展望
    1. 本論文的主要創(chuàng)新點(diǎn)
    2. 工作展望
參考文獻(xiàn)
致謝
附錄A 攻讀學(xué)位期間所發(fā)表的學(xué)術(shù)論文目錄



本文編號：3839152