為了節(jié)省能源,減少碳排放,保護生態(tài)環(huán)境,提高安全性,綜合改善強度、韌性、塑性匹配是高強度低合金鋼的重要研究方向。設計并發(fā)展具有多相(Multi-phase)組織、亞穩(wěn)(Meta-stable)奧氏體和多尺度(Multi-scale)納米析出---“M3”的低合金鋼可進一步發(fā)揮鋼鐵材料在國民經(jīng)濟建設中的重要作用。在低碳低合金鋼中如何調(diào)制出具有逆轉(zhuǎn)變奧氏體和納米析出相共存的多相組織是本文研究的重點。納米析出相可以提高鋼材屈服強度,而逆轉(zhuǎn)變奧氏體在受力或形變后會發(fā)生馬氏體相變可以增加鋼材塑性。兩者結(jié)合能夠獲得強塑性匹配優(yōu)異的鋼材。臨界熱處理方法可以在低碳低合金體系中獲得具有臨界鐵素體+回火馬氏體+逆轉(zhuǎn)變奧氏體的多相組織。逆轉(zhuǎn)變奧氏體呈條狀分布在板條界上�？刂婆R界回火時間即可獲得不同體積分數(shù)的逆轉(zhuǎn)變奧氏體。便于調(diào)節(jié)鋼材的強塑性匹配程度。實驗鋼的屈服強度均超過700 MPa。同時,兼顧高的塑性,實驗鋼的均勻延伸率達到16.4-16.9%,總延伸率高達29.5-31%。尤其是在短時間臨界回火處理后,具有納米B2團簇和納米逆轉(zhuǎn)變奧氏體組織的實驗鋼具有優(yōu)異的強塑性匹配。屈服強度達到984 MPa,抗拉強...

【文章頁數(shù)】：142 頁

【學位級別】：博士

【文章目錄】：
致謝
摘要
Abstract
1 引言
2 文獻綜述
    2.1 逆轉(zhuǎn)變奧氏體的研究歷史
        2.1.1 鋼中的奧氏體相
        2.1.2 鋼中奧氏體對材料塑性的影響
        2.1.3 逆轉(zhuǎn)變奧氏體的研究現(xiàn)狀
        2.1.4 逆轉(zhuǎn)變奧氏體/殘余奧氏體的熱穩(wěn)定性和機械穩(wěn)定性
    2.2 鋼中Cu析出相的研究歷史
        2.2.1 Cu析出相對鋼材性能的影響
        2.2.2 納米Cu析出相的析出強化機理
        2.2.3 對于Cu析出相演化行為的研究
    2.3 第三代M³低碳合金鋼研究進展
    2.4 本章小結(jié)及課題研究內(nèi)容
        2.4.1 本章小結(jié)
        2.4.2 研究內(nèi)容
3 高強高塑低碳低合金鋼的成分、工藝、組織與性能
    3.1 前言
    3.2 實驗鋼成分與工藝
        3.2.1 實驗鋼的成分設計
        3.2.2 實驗鋼的熱處理工藝設計
    3.3 實驗鋼組織演化過程
        3.3.1 實驗鋼組織的宏觀規(guī)律
        3.3.2 實驗鋼中的逆轉(zhuǎn)變奧氏體體積分數(shù)
        3.3.3 組織在透射電鏡下的微觀表征
    3.4 Cu和(Nb_xMo_1-x)C納米析出相
        3.4.1 臨界退火過程中的納米析出相
        3.4.2 臨界回火過程中Cu析出相的演化規(guī)律
        3.4.3 臨界回火過程中Nb析出相的演化規(guī)律
        3.4.4 析出相體積分數(shù)隨溫度變化規(guī)律的熱力學模擬
        3.4.5 Cu析出相的析出強化作用
    3.5 實驗鋼力學性能
    3.6 小結(jié)
4 低碳低合金體系中多組元溶質(zhì)狀態(tài)與逆轉(zhuǎn)變奧氏體形成機理的研究
    4.1 前言
    4.2 實驗過程
    4.3 實驗結(jié)果
        4.3.1 臨界退火過程溶質(zhì)元素的配分、偏聚、析出(APT-1)
        4.3.2 臨界回火10min時溶質(zhì)元素的配分、偏聚、析出(APT-2)
        4.3.3 臨界回火20min時溶質(zhì)元素的配分、偏聚、析出(APT-3)
    4.4 兩步臨界熱處理中溶質(zhì)的狀態(tài)和組織的演化過程
        4.4.1 溶質(zhì)的狀態(tài)
        4.4.2 組織的演化
    4.5 小結(jié)
5 BCC Fe中Cu析出相的固態(tài)相變
    5.1 前言
    5.2 Cu析出相尺寸、密度、含Cu量隨時間的演化規(guī)律
    5.3 Cu析出相晶體結(jié)構(gòu)隨時間的演化規(guī)律
        5.3.1 B2 FeCu納米有序團簇
        5.3.2 9R Cu胚芽
        5.3.3 單晶9R Cu
        5.3.4 孿晶9R Cu
        5.3.5 退孿晶9R Cu
        5.3.6 退孿晶9R Cu+FCC Cu
        5.3.7 FCC Cu
        5.3.8 Cu析出相晶體結(jié)構(gòu)演化的規(guī)律
        5.3.9 Cu析出相內(nèi)部孿晶界面的演化規(guī)律
    5.4 小結(jié)
6 1000MPa級別高強高塑低碳低合金鋼
    6.1 前言
    6.2 實驗鋼的性能與組織
    6.3 B2 FeCu納米有序團簇
        6.3.1 富Cu相有序團簇
        6.3.2 富Cu相有序團簇的晶體結(jié)構(gòu)
    6.4 兩步熱處理下的組織
    6.5 納米奧氏體對塑性的貢獻
    6.6 B2 FeCu和BCC Cu團簇的形成能
    6.7 B2 FeCu納米團簇的強化機制
        6.7.1 B2 FeCu納米團簇的強化效果
        6.7.2 晶格錯配強化
        6.7.3 化學強化
        6.7.4 模量強化
        6.7.5 有序結(jié)構(gòu)強化
    6.8 小結(jié)
7 結(jié)論
8 創(chuàng)新點
參考文獻
作者簡歷及在學研究成果
學位論文數(shù)據(jù)集



本文編號：4043214