固溶温度对Mn-N型双相不锈钢拉伸变形行为的影响

在Gleeble-3800热模拟试验机上进行了一种新型Mn-N合金化双相不锈钢的拉伸变形实验,获得了不同固溶温度下(1000～1200℃)不锈钢的力学性能及加工硬化规律。利用OM、SEM和EBSD等手段研究了固溶温度对钢的形变亚结构及断裂特征的影响,探讨了固溶温度影响加工硬化的机理。结果表明,随着固溶温度的升高,Mn-N合金化双相不锈钢屈服强度与抗拉强度均逐渐降低,而延伸率(均匀延伸率和断裂延伸率)则先升高后降低。其中,1100℃固溶时不锈钢的塑性最佳,均匀延伸率可达46.7%,且综合力学性能优异,强塑积达44.6 GPa·%。不同固溶温度下,不锈钢的加工硬化率随应变的增加均表现为开始时迅速下降,经再次升高后再下降的"三阶段"特征,但随着固溶温度的升高,加工硬化率升高的趋势减弱。Mn-N合金化双相不锈钢中奥氏体相发生了形变诱导马氏体相变,主要表现为γ→ε→α′和γ→α′2种演化机制,从而形成TRIP效应,使得加工硬化率升高、塑性增加,但较高的固溶温度会使马氏体转变受到抑制。不同固溶温度下,铁素体与形变诱导马氏体均表现出解理断裂特征,而残余奥氏体则主要为韧性断裂。经计算,随着固溶温度增加(1000～1200℃),奥氏体相的M_(d30)值从81℃降到38℃,即奥氏体稳定性增加,减弱了TRIP效应,进而导致不锈钢加工硬化和增塑效果降低。     

节约型双相不锈钢TRIP效应致塑性增量及其固溶温度依赖性

在Gleeble-3800试验机上进行了经1000～1200℃固溶处理后的节约型双相不锈钢(LDX)的拉伸变形实验,利用TEM分析了其加工硬化特性的微观机制,利用XRD测定计算了不同条件下形变诱导马氏体的饱和转变量。基于加工硬化规律对变形温度(室温～100℃)的敏感性,分别提出了室温变形时TRIP效应诱发塑性增量(或均匀延伸率增量)的量化指标:表观塑性增量(Δe)、单位体积马氏体诱发的平均塑性增量(■)及只与奥氏体稳定性有关的本征塑性增量(Δe*),探讨了固溶温度对它们的影响规律。结果表明:LDX中形变诱导马氏体相变(SIMT)存有γ→ε→α′与γ→α′2种机制,引发TRIP效应并使LDX表现出"三阶段"加工硬化特征。不同固溶温度分别对应不同的临界变形温度(M_d),使LDX在M_d温度变形时不存在TRIP,固溶温度越高,M_d越低、Δe越小。随着固溶温度增加,■逐渐增加,而Δe*则逐渐减小,即奥氏体越稳定,TRIP本征增量越小。此外,■与Δe*均与奥氏体稳定性系数(k)间存在一定的线性关系。     

加载方向对TRIP双相不锈钢板带拉伸性能的影响

 为了研究加载方向对一种TRIP型双相不锈钢板带力学性能的影响,利用拉伸试验机研究了加载方向与轧制方向分别成0°、45°和90°条件下试验钢板带的拉伸变形行为。利用EBSD、TEM、XRD等分析手段对比研究了不同加载方向下形变组织演化的特点及形变诱导马氏体相变动力学规律,探讨了作用机理。结果表明,试验钢表现出明显的各向异性,其中各方向塑性和抗拉强度(由高到低)的变化规律为0°＞45°＞90°,但屈服强度对加载方向不敏感。钢中奥氏体相发生了形变诱导马氏体相变,主要演化机制为γ→ε→α′,从而形成TRIP效应。0°加载有助于TRIP效应的发生与发展,而90°加载时,两相间的应变配分延迟了马氏体相变的进程,抑制了TRIP效应。通过回归分析分别建立了不同加载方向下形变诱导马氏体相变动力学模型,可实现各加载方向下不同变形阶段马氏体转变量的预测。