本文關(guān)鍵詞：應(yīng)變方式及速率對TRIP780鋼板組織與力學(xué)性能影響的研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：近些年來,全球氣候變暖、空氣污染越發(fā)嚴重,世界各國對各行各業(yè)節(jié)能減排的要求不斷提高,因此汽車輕量化的進程得到了高速發(fā)展。但是,汽車輕量化要同時保證汽車的安全性能,而最近興起的鋁、鎂合金雖密度較低,但在強度方面尚達不到安全性能要求。高強鋼由于具有非常好的強度與塑性配合的效果,已經(jīng)成為目前實現(xiàn)汽車輕量化的最佳材料,且高強鋼種類也比較多。但常見高強鋼,如DP鋼、高強度低合金鋼等,強度雖高,但塑性較差,強塑積小,在零件沖壓成形過程中易出現(xiàn)開裂和模具磨損等問題;近些年又誕生了以TWIP鋼、QP鋼為代表的新一代汽車用高強鋼,TWIP鋼強度與塑性俱佳,強塑積可達70GPa?%,但是生產(chǎn)工藝復(fù)雜,冶金難度大,成本很高,很少用于汽車零件的生產(chǎn);QP鋼作為最新誕生的高強鋼,強塑積與TRIP鋼相近,仍處于改進和試用階段,尚未得到汽車行業(yè)廣泛認可。TRIP鋼由于具有強度高、塑性好、綜合力學(xué)性能優(yōu)異以及成本低廉等優(yōu)點,已經(jīng)成為目前汽車行業(yè)中應(yīng)用最為廣泛的高強鋼品種。其微觀組織主要由鐵素體、貝氏體和殘余奧氏體組成,并可以通過TRIP效應(yīng)(殘余奧氏體在應(yīng)力作用下轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體)實現(xiàn)強度與塑性的良好結(jié)合。由于TRIP鋼的力學(xué)性能主要由TRIP效應(yīng)決定,而其能量吸收能力又與強塑積密切相關(guān),因此本文以TRIP效應(yīng)的效果及強塑積作為評定TRIP鋼力學(xué)性能的最主要依據(jù)。汽車零件在成形及服役時,應(yīng)變方式及變形速率千差萬別,因此十分有必要對應(yīng)變方式及應(yīng)變速率對TRIP鋼力學(xué)性能的影響進行研究,探究TRIP鋼適宜的成形工藝及服役條件,為TRIP鋼的應(yīng)用提供理論指導(dǎo)。本文通過單向拉伸試驗、高速拉伸試驗和脹形試驗對TRIP780鋼板的力學(xué)性能進行了研究,探索了應(yīng)變方式及應(yīng)變速率對TRIP效應(yīng)、斷裂延伸率、均勻延伸率、抗拉強度、強塑積、脹形高度等力學(xué)性能的影響規(guī)律。微觀上通過光學(xué)金相顯微鏡、掃描電子顯微鏡、X射線衍射試驗分析了TRIP780鋼板的微觀結(jié)構(gòu)和殘余奧氏體含量變化,揭示了應(yīng)變方式和應(yīng)變速率對力學(xué)性能影響的微觀機理。實驗結(jié)論如下:TRIP780鋼板綜合力學(xué)性能好,強塑積可達30 GPa?%,加工硬化能力、能量吸收能力強。應(yīng)變方式對力學(xué)性能及TRIP效應(yīng)的影響大于應(yīng)變速率的影響,TRIP效應(yīng)效果:脹形試驗單向拉伸試驗高速拉伸試驗,證明TRIP780鋼板在受多向應(yīng)力作用及低應(yīng)變速率下變形力學(xué)性能好。單向拉伸時斷裂延伸率、均勻延伸率、強塑積均強于高速拉伸,綜合力學(xué)性能更好。這是因為應(yīng)變速率越低,材料內(nèi)部產(chǎn)生的缺陷越多,位錯滑移越充分,延伸率越好。同時,應(yīng)變速率越低,相變驅(qū)動力越充足,TRIP效應(yīng)越好,力學(xué)性能越好。應(yīng)變速率越高,材料不均勻變形與內(nèi)部溫升效應(yīng)越嚴重,導(dǎo)致部分相變驅(qū)動力不足和殘余奧氏體穩(wěn)定性升高,TRIP效應(yīng)減弱,力學(xué)性能變差,這也是TRIP780鋼板綜合力學(xué)性能隨應(yīng)變速率升高呈下降趨勢的原因。但高速拉伸試驗比較特殊,高速拉伸時斷裂延伸率與抗拉強度隨應(yīng)變速率升高而升高,能量吸收能力升高,力學(xué)性能增強。因為高速拉伸速率越高,TRIP780鋼板的變形抗力越強,導(dǎo)致強度升高。速率越高,頸縮區(qū)位錯的交滑移越少、殘余奧氏體剩余越多、試樣內(nèi)部近似于絕熱的溫升效應(yīng)導(dǎo)致的基體軟化越嚴重,這些都延緩了最終斷裂的形成,所以斷裂延伸率有增加的趨勢。綜合以上結(jié)論可知,選擇多向變形及較低應(yīng)變速率的成形方式及受多向應(yīng)力作用服役條件能更好地發(fā)揮TRIP780鋼板的力學(xué)性能,同時,TRIP780鋼板碰撞吸能效果很好,能有效提高汽車的安全性能。
【關(guān)鍵詞】：TRIP780鋼板 應(yīng)變方式 應(yīng)變速率 TRIP效應(yīng) 力學(xué)性能
【學(xué)位授予單位】：吉林大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TG142.1
【目錄】：

• 摘要4-6
• Abstract6-12
• 第1章 緒論12-32
• 1.1 引言12-13
• 1.2 汽車用高強鋼的定義及常用種類13-17
• 1.2.1 傳統(tǒng)高強鋼14-15
• 1.2.2 先進高強鋼15-17
• 1.3 高強鋼板在汽車行業(yè)的應(yīng)用情況17-19
• 1.4 TRIP鋼（相變誘發(fā)塑性鋼）介紹19-29
• 1.4.1 TRIP鋼特點及基本性能19
• 1.4.2 TRIP鋼發(fā)展歷史19-20
• 1.4.3 TRIP鋼的生產(chǎn)工藝20-22
• 1.4.4 合金元素對TRIP鋼鋼組織和性能的影響22-24
• 1.4.5 TRIP鋼國內(nèi)外研究進展24-29
• 1.5 本文研究意義29-30
• 1.6 本文研究主要內(nèi)容30-32
• 第2章 實驗材料與實驗方法32-40
• 2.1 試驗用鋼介紹32
• 2.2 單向拉伸試驗32-33
• 2.3 高速拉伸試驗33-35
• 2.4 脹形實驗35-36
• 2.5 微觀組織觀察36-38
• 2.5.1 光學(xué)金相顯微鏡組織觀察36-37
• 2.5.2 掃描電子顯微鏡組織觀察37-38
• 2.5.3 X射線衍射殘余奧氏體含量測定38
• 2.6 本章小結(jié)38-40
• 第3章 不同應(yīng)變方式及速率下TRIP780鋼板宏觀力學(xué)性能研究40-52
• 3.1 引言40
• 3.2 單向拉伸試驗結(jié)果及分析40-44
• 3.2.1 TRIP780鋼板基本力學(xué)性能40-42
• 3.2.2 單向拉伸速率對TRIP780鋼力學(xué)性能影響的研究42-44
• 3.3 高速動態(tài)應(yīng)變速率對TRIP780鋼力學(xué)性能影響的研究44-49
• 3.4 雙向變形條件下速率對TRIP780鋼力學(xué)性能影響的研究49-51
• 3.5 本章小結(jié)51-52
• 第4章 應(yīng)變方式及速率對TRIP780鋼板力學(xué)性能的影響微觀機理研究52-76
• 4.1 引言52
• 4.2 光鏡彩色顯微組織觀察及結(jié)果分析52-58
• 4.2.1 TRIP780鋼板原始組織光鏡觀察52-53
• 4.2.2 單向拉伸試驗光鏡觀察53-55
• 4.2.3 高速拉伸試驗光鏡觀察55-57
• 4.2.4 脹形試驗光鏡觀察57-58
• 4.3 掃描鏡觀察結(jié)果及組織分析58-67
• 4.3.1 TRIP780鋼板原始組織掃描微鏡觀察58-59
• 4.3.2 低倍數(shù)掃描電鏡組織分布觀察59-63
• 4.3.3 高倍數(shù)掃描鏡組織分布觀察63-67
• 4.4 斷口掃描微鏡觀察67-69
• 4.5 X射線衍射（XRD）測試結(jié)果及分析69-72
• 4.6 TRIP780鋼板不同應(yīng)變方式、應(yīng)變速率下力學(xué)性能的微觀機理72-74
• 4.7 本章小結(jié)74-76
• 第5章 結(jié)論76-78
• 參考文獻78-84
• 致謝84

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