本文關(guān)鍵詞：稀土元素對(duì)TWIP鋼顯微組織與力學(xué)性能的影響以及TWIP鋼的變形機(jī)制研究

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【摘要】：近年來(lái),TWIP(twinning-induced plasticity)鋼由于其高強(qiáng)度、高塑性的優(yōu)異力學(xué)性能,越來(lái)越受到關(guān)注。TWIP鋼的優(yōu)異力學(xué)性能主要與塑性變形過(guò)程中形變孿晶的產(chǎn)生有關(guān)。盡管C、Mn、Al、Si等元素對(duì)TWIP鋼的顯微組織與力學(xué)性能的影響已有較多的研究,但是稀土元素對(duì)TWIP鋼的顯微組織與力學(xué)性能的影響卻鮮有報(bào)道,而且TWIP鋼的變形機(jī)制也尚未被充分揭示。本文研究了含稀土與不含稀土的Fe-15Mn-1.5Al-0.6C TWIP鋼的顯微組織與力學(xué)性能,發(fā)現(xiàn)含稀土TWIP鋼的屈服強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度和延伸率均得到了提高。光學(xué)顯微鏡(OM)和電子背散射衍射(EBSD)表征顯示含稀土TWIP鋼具有更為均勻的顯微組織,其晶界中大角度晶界的比例也更大,這是它延伸率得到提高的原因。同時(shí),EBSD和透射電子顯微鏡(TEM)分析顯示,含稀土TWIP鋼的顯微組織具有更多的、分布更加均勻的退火孿晶,并且一些晶粒中還出現(xiàn)了厚度僅為10-20nm的二次退火孿晶,這些因素導(dǎo)致含稀土TWIP鋼的抗拉強(qiáng)度提高。而含稀土TWIP鋼屈服強(qiáng)度的提高與稀土原子的固溶強(qiáng)化作用,以及對(duì)位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)的釘扎作用有關(guān)。另外,本文還利用X射線衍射(XRD)、TEM表征等手段初步研究了Fe-15Mn-1.5Al-0.6C TWIP鋼在室溫下的變形機(jī)制。研究發(fā)現(xiàn),Fe-15Mn-1.5Al-0.6C TWIP鋼在室溫拉伸變形過(guò)程中,沒(méi)有發(fā)生馬氏體相變,其顯微組織始終是穩(wěn)定的單相奧氏體組織。應(yīng)變開(kāi)始時(shí),位錯(cuò)滑移為其主要變形方式;隨后,形變孿晶開(kāi)始產(chǎn)生并且其密度隨變形量增加不斷變大;當(dāng)應(yīng)變達(dá)到一定的程度時(shí),微帶被激活并開(kāi)始出現(xiàn)。隨著應(yīng)變的進(jìn)一步增大,孿生的繼續(xù)發(fā)生變得困難,微帶的形成與交割成為塑性變形繼續(xù)發(fā)生的主要方式,直至材料斷裂。
【關(guān)鍵詞】：TWIP鋼 稀土元素 力學(xué)性能 顯微組織 變形機(jī)制
【學(xué)位授予單位】：上海交通大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TG142.1
【目錄】：

• 摘要5-7
• abstract7-12
• 第一章 緒論12-41
• 1.1 引言12-14
• 1.2 TWIP鋼的發(fā)展歷史與研究現(xiàn)狀14-15
• 1.3 TWIP效應(yīng)15-20
• 1.4 TWIP鋼的變形機(jī)制20-22
• 1.5 TWIP鋼中的動(dòng)態(tài)應(yīng)變時(shí)效現(xiàn)象22-24
• 1.6 TWIP鋼的顯微組織24-25
• 1.7 TWIP鋼的合金化25-35
• 1.7.1 合金元素Mn26-28
• 1.7.2 合金元素C28-29
• 1.7.3 合金元素Si29-30
• 1.7.4 合金元素Al30-33
• 1.7.5 合金元素Nb33
• 1.7.6 合金元素N33-35
• 1.8 稀土在鋼中的作用35-38
• 1.8.1 稀土元素凈化鋼液的作用35-36
• 1.8.2 稀土元素對(duì)夾雜物的變質(zhì)作用36
• 1.8.3 稀土元素細(xì)化晶粒的作用36-37
• 1.8.4 稀土元素的微合金化作用37-38
• 1.8.5 稀土元素的吸氫作用38
• 1.9 本課題研究的意義、目標(biāo)和內(nèi)容38-41
• 1.9.1 本課題研究的意義38-39
• 1.9.2 本課題研究的目標(biāo)39
• 1.9.3 本課題研究的內(nèi)容39-41
• 第二章 材料制備與實(shí)驗(yàn)方法41-48
• 2.1 TWIP鋼的成分設(shè)計(jì)41-42
• 2.2 材料制備42
• 2.3 力學(xué)性能測(cè)試42-43
• 2.3.1 室溫拉伸性能測(cè)試42-43
• 2.3.2 拉伸斷.分析43
• 2.4 顯微組織表征43-46
• 2.4.1 金相觀察43-44
• 2.4.2 XRD分析44-45
• 2.4.3 EBSD分析45
• 2.4.4 TEM分析45-46
• 2.5 本章小結(jié)46-48
• 第三章 稀土元素對(duì)Fe-15Mn-1.5Al-0.6C TWIP鋼顯微組織與力學(xué)性能的影響48-63
• 3.1 引言48-49
• 3.2 稀土元素對(duì)Fe-15Mn-1.5Al-0.6C TWIP鋼力學(xué)性能的影響49-52
• 3.2.1 拉伸曲線49-51
• 3.2.2 斷口形貌51-52
• 3.3 稀土元素對(duì)Fe-15Mn-1.5Al-0.6C TWIP鋼顯微組織的影響52-58
• 3.3.1 金相組織觀察52-53
• 3.3.2 XRD衍射分析53-54
• 3.3.3 EBSD分析54-56
• 3.3.4 TEM分析56-58
• 3.4 討論58-61
• 3.5 本章小結(jié)61-63
• 第四章 Fe-15Mn-1.5Al-0.6C TWIP鋼的變形機(jī)制63-76
• 4.1 引言63-64
• 4.2 XRD分析64-65
• 4.3 顯微組織分析65-73
• 4.3.1 離子束成像分析65-66
• 4.3.2 TEM分析66-73
• 4.4 討論73-75
• 4.5 本章小結(jié)75-76
• 第五章 結(jié)論76-77
• 參考文獻(xiàn)77-84
• 創(chuàng)新點(diǎn)84-85
• 致謝85-86
• 攻讀碩士學(xué)位期間已發(fā)表或錄用的論文86

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1 王其閔;章熙康;;α，

本文編號(hào)：1065410