本文關(guān)鍵詞：先進(jìn)高強(qiáng)鋼強(qiáng)韌化微觀機(jī)理研究

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【摘要】：隨著結(jié)構(gòu)輕量化及節(jié)能減排要求的不斷提高,工業(yè)界對(duì)金屬材料,尤其是高強(qiáng)度鋼的強(qiáng)度和韌性提出越來(lái)越高的需求。高強(qiáng)度鋼在工業(yè)制造中已發(fā)揮著不可替代的作用,其中亞穩(wěn)態(tài)奧氏體不銹鋼和低合金高強(qiáng)度鋼是最常用的兩類(lèi)。雖然亞穩(wěn)態(tài)奧氏體不銹鋼的抗拉強(qiáng)度可達(dá)1 GPa,但是其退火態(tài)下的屈服強(qiáng)度卻只為300 MPa,這限制了它的工業(yè)應(yīng)用范圍。本文采用溫軋方法在301亞穩(wěn)態(tài)奧氏體不銹鋼的初始組織內(nèi)引入位錯(cuò),成功實(shí)現(xiàn)了既提高材料強(qiáng)度,又提高其塑性的強(qiáng)韌化設(shè)計(jì)目標(biāo)。研究表明,該溫軋強(qiáng)韌化機(jī)理的優(yōu)點(diǎn)主要在于它實(shí)現(xiàn)了強(qiáng)化和韌化機(jī)理的解耦。樣品屈服強(qiáng)度的提高主要來(lái)源于溫軋工藝在基體內(nèi)預(yù)存的位錯(cuò)；亞微米級(jí)的α-馬氏體在材料內(nèi)部均勻地彌散分布,在基體內(nèi)形成了大量的位錯(cuò)源,促進(jìn)了位錯(cuò)的增殖,從而提高了溫軋樣品的塑性。在亞穩(wěn)態(tài)奧氏體不銹鋼的塑性變形過(guò)程中,各種微結(jié)構(gòu)與α-馬氏體的交互作用都會(huì)對(duì)馬氏體相變的過(guò)程產(chǎn)生影響。本文采用逐步位移加載的方式開(kāi)展原位透射電鏡拉伸實(shí)驗(yàn)研究,系統(tǒng)分析了ε-馬氏體、晶界、孿晶界、位錯(cuò)與α-馬氏體交互作用的具體過(guò)程,進(jìn)一步揭示了亞穩(wěn)態(tài)奧氏體不銹鋼的變形機(jī)理。此外,低合金高強(qiáng)度鋼在使用過(guò)程中通常采用焊接方式連接,其焊接接頭的整體強(qiáng)韌性需要依靠各焊接區(qū)域的組織來(lái)保證。本文系統(tǒng)研究了微觀組織對(duì)10Ni5CrMoV低合金高強(qiáng)度鋼焊接接頭整體強(qiáng)韌性和疲勞性能的影響。
【關(guān)鍵詞】：強(qiáng)韌化機(jī)理 馬氏體相變 原位透射電鏡 亞穩(wěn)態(tài)奧氏體不銹鋼 10Ni5CrMoV鋼
【學(xué)位授予單位】：浙江大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類(lèi)號(hào)】：O344
【目錄】：

• 致謝5-6
• 摘要6-7
• Abstract7-12
• 第一章 緒論12-30
• 1.1 研究背景及意義12-13
• 1.2 研究現(xiàn)狀及問(wèn)題的提出13-25
• 1.2.1 金屬?gòu)?qiáng)韌化研究現(xiàn)狀13-24
• 1.2.2 問(wèn)題的提出24-25
• 1.3 原位透射電鏡研究25-27
• 1.3.1 原位透射電鏡實(shí)驗(yàn)25
• 1.3.2 原位透射電鏡拉伸實(shí)驗(yàn)設(shè)備25-26
• 1.3.3 原位透射電鏡拉伸方法研究馬氏體相變26-27
• 1.4 本文的主要工作27-30
• 第二章 亞穩(wěn)態(tài)奧氏體不銹鋼的強(qiáng)韌化研究30-52
• 2.1 引言30-31
• 2.2 亞穩(wěn)態(tài)奧氏體不銹鋼強(qiáng)韌化的影響因素31-34
• 2.2.1 相變動(dòng)力學(xué)對(duì)塑性的影響31-32
• 2.2.2 影響相變動(dòng)力學(xué)的因素32
• 2.2.3 初始微結(jié)構(gòu)對(duì)屈服強(qiáng)度的影響32-33
• 2.2.4 新的設(shè)計(jì)思路33-34
• 2.3 冷軋工藝對(duì)微結(jié)構(gòu)和性能的影響34-40
• 2.3.1 冷軋性能35
• 2.3.2 冷軋微結(jié)構(gòu)演化35-40
• 2.4 溫軋工藝對(duì)微結(jié)構(gòu)和性能的影響40-48
• 2.4.1 溫軋性能40-43
• 2.4.2 溫軋和冷軋樣品性能比較43-44
• 2.4.3 溫軋微結(jié)構(gòu)演化44-48
• 2.5 450℃溫軋10%和20%樣品性能分析48-50
• 2.6 本章小結(jié)50-52
• 第三章 亞穩(wěn)態(tài)奧氏體不銹鋼強(qiáng)韌化的微觀機(jī)理研究52-70
• 3.1 引言52-54
• 3.2 實(shí)驗(yàn)材料和條件54-56
• 3.2.1 實(shí)驗(yàn)材料54-55
• 3.2.2 相變可控條件的實(shí)現(xiàn)55-56
• 3.3 位錯(cuò)和相變的交互作用56-61
• 3.3.1 相界面作為有效的位錯(cuò)源57-59
• 3.3.2 位錯(cuò)塞積促進(jìn)馬氏體相變的產(chǎn)生59-61
• 3.4 討論61-68
• 3.4.1 溫軋對(duì)相變誘發(fā)塑性效應(yīng)的影響61-62
• 3.4.2 彌散分布的α-馬氏體62-65
• 3.4.3 材料強(qiáng)化和韌化機(jī)理的解耦65-68
• 3.5 本章小結(jié)68-70
• 第四章 亞穩(wěn)態(tài)奧氏體不銹鋼變形機(jī)理的原位透射電鏡研究70-82
• 4.1 引言70-71
• 4.2 ε-馬氏體和α-馬氏體的交互作用71-73
• 4.3 晶界和α-馬氏體的交互作用73-76
• 4.4 孿晶和α-馬氏體的交互作用76-77
• 4.5 位錯(cuò)和α-馬氏體的交互作用77-78
• 4.6 討論78-80
• 4.6.1 微結(jié)構(gòu)與α-馬氏體的交互作用78-79
• 4.6.2 α-馬氏體的形成機(jī)理79
• 4.6.3 α /γ相界面可作為有效的位錯(cuò)源79-80
• 4.7 本章小結(jié)80-82
• 第五章 10Ni5CrMoV高強(qiáng)鋼焊接接頭強(qiáng)韌性及疲勞性能研究82-108
• 5.1 引言82-83
• 5.2 10Ni5CrMoV鋼的研究現(xiàn)狀83-89
• 5.2.1 10Ni5CrMoV鋼的發(fā)展歷程83-84
• 5.2.2 10Ni5CrMoV鋼的研究進(jìn)展84-89
• 5.3 實(shí)驗(yàn)材料和實(shí)驗(yàn)條件89-91
• 5.3.1 實(shí)驗(yàn)材料89
• 5.3.2 焊接工藝89-91
• 5.3.3 疲勞試驗(yàn)條件91
• 5.4 焊接金相及硬度分析91-101
• 5.4.1 母材區(qū)的組織分析92-94
• 5.4.2 焊縫區(qū)的組織分析94
• 5.4.3 熱影響區(qū)的組織分析94-97
• 5.4.4 熔合區(qū)的組織分析97-98
• 5.4.5 硬度分析98-99
• 5.4.6 焊接缺陷分析99-101
• 5.5 焊接接頭強(qiáng)韌性及疲勞性能分析101-107
• 5.5.1 微觀組織對(duì)焊接接頭性能的影響102-103
• 5.5.2 疲勞裂紋萌生結(jié)果的分散性分析103-104
• 5.5.3 疲勞裂紋萌生機(jī)理104-106
• 5.5.4 疲勞斷口分析106-107
• 5.6 本章小結(jié)107-108
• 第六章 總結(jié)與展望108-110
• 6.1 總結(jié)108-109
• 6.2 展望109-110
• 參考文獻(xiàn)110-120

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