汽车用高塑性奥氏体TWIP钢的热变形行为分析

研究了汽车用高塑性奥氏体TWIP钢的热变形行为。结果表明,在单向拉伸试验中,随着应变的不断增加应变硬化率先迅速减小,后增加至峰值,最终又开始减小。疲劳加载实验下实验钢开始出现循环硬化,随后表现出稳定、软化特性。     

TWIP钢拉伸过程中微观组织行为及力学性能分析

以Fe-22Mn高锰钢为研究对象,利用实验方法研究了室温和-70℃环境下该材料拉伸后形变组织形貌、加工硬化行为、强度及塑性。结果表明,在室温环境下,Fe-22Mn钢拉伸形变后发生α′-M相变,存在一定的TRIP效应,微观组织中存在细小形变孪晶,材料的力学性能提高。在-70℃环境下,材料拉伸未发生脆性断裂;由于奥氏体形变孪晶的存在,增加了加工硬化率,提高了材料的力学性能。     

TWIP钢拉伸过程中微观组织行为及力学性能分析

以Fe-22Mn高锰钢为研究对象,利用实验方法研究了室温和-70℃环境下该材料拉伸后形变组织形貌、加工硬化行为、强度及塑性。结果表明,在室温环境下,Fe-22Mn钢拉伸形变后发生α′-M相变,存在一定的TRIP效应,微观组织中存在细小形变孪晶,材料的力学性能提高。在-70℃环境下,材料拉伸未发生脆性断裂;由于奥氏体形变孪晶的存在,增加了加工硬化率,提高了材料的力学性能。     

变形对石油膨胀管用TWIP钢力学性能和耐蚀性的影响

将固溶处理的TWIP(Twinning induced plasticity)钢膨胀管在室温下进行约14%的膨胀变形,对钢膨胀前后的微观组织进行观察,研究膨胀变形对TWIP钢的力学性能和电化学腐蚀行为的影响。结果表明:经固溶处理TWIP钢的组织为单相奥氏体并含有退火孪晶,经过膨胀变形后晶粒内出现机械孪晶,膨胀变形提高了钢的强度和硬度,降低钢的塑性和韧性。另外,膨胀变形导致TWIP钢的阴极极化曲线向左移动,自腐蚀电位向负方向移动,自腐蚀电流密度呈现不同程度的降低,膨胀后的极化电阻R_p均大于膨胀前,降低了钢的腐蚀速率,提高了TWIP钢的耐蚀性。     

TWIP钢的动态力学性能及变形机制研究

利用Zwick/Roell Z100万能材料试验机和Hopkinson拉杆对TWIP钢进行了准静态及动态力学性能的研究。基于力学实验结果,修正了Johnson-Cook动态本构模型中应变硬化项以及应变强化项。采用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、电子背散射衍射(EBSD)技术对TWIP钢拉伸变形前后的组织进行了观察与分析。结果表明：TWIP钢在准静态加载下表现为负应变率敏感性,动态加载时表现为正应变率敏感性。拉伸过程中,孪生诱发塑性是TWIP钢的主要变形机制,同时滑移也起到重要作用;动态加载下TWIP钢中形变孪晶的起始应变和孪晶体积分数均小于准静态加载过程;形变孪晶的生成以及孪晶相互作用导致的晶粒细化,使TWIP钢兼具高强度、高塑性及高动态吸能性能,在抗冲击、抗爆领域具有广泛的应用前景。     

先进高强度冷轧TWIP钢的组织和力学性能

采用真空熔炼法制备Fe-20Mn-3.0Cu-1.38C高强度高塑性合金钢,通过单向拉伸、X射线衍射（XRD）、光学显微镜（OM）和透射电子显微镜（TEM）方法研究了不同冷轧变形量(12.8%~73.37%)对该合金钢微观组织、力学性能的影响,分析了冷轧变形量为32.28%该合金钢的拉伸变形微观机制。结果表明,该合金冷轧变形前后均为单相奥氏体组织,无马氏体相变发生。随着冷轧变形量的增加,合金钢的屈服强度、抗拉强度均显著提高,伸长率则减小。当冷轧变形量为32.28%,该合金钢的规定非比例延伸强度高达1383.99 MPa,抗拉强度为1619.83 MPa,达到超强钢的水平,并仍然保留41.12%的伸长率,综合性能优异。该冷轧变量下的合金拉伸变形过程中,产生TWIP效应,位错的塞积、形变孪晶的产生以及位错与孪晶间的交互作用共同提高材料的塑性和强度。     

汽车用TWIP钢性能的研究进展

TWIP钢因其优良的力学性能在车身轻量化研究中具有较大的优势,但碳、锰元素含量过高影响了其工业化应用。本文综述了汽车用TWIP钢力学性能、成形性能、连接性能、腐蚀性能的研究进展情况,旨在为TWIP钢在汽车工业中的应用提供参考。     

Fe-17Mn-0.3C系TWIP钢的热变形行为研究

以Fe-Mn-C系TWIP钢为例,利用Gleeble-3500热模拟试验机对其塑性变形抗力进行研究。通过试验得到的数据分析了不同变形温度、变形程度、应变速率与变形抗力的关系。结果表明,试验TWIP钢热变形的应力随温度的升高而降低,随应变速率的增大而升高。TWIP钢的热变形激活能Q为194.875 k J/mol,并在此基础上得到了TWIP钢的高温流变方程。     

N对TWIP钢马氏体相变及力学性能的影响

以传统TWIP钢为对比,测试了含N TWIP钢的力学性能,并利用XRD进行物相分析和TEM进行做观结构表征.结果表明,在由fcc或hcp结构向bcc结构马氏体进行相变时,晶体结构中的最大间隙由0.1047 nm降低至0.0725 nm.间隙原子N的存在显著增大bcc结构的晶格畸变能,提高α马氏体切变的阻力,因而强烈抑制α马氏体相变,导致组织中hcp结构ε相含量大幅度增加,提高了TWIP钢的强度,但也降低了钢的塑性.另外,奥氏体平均和区域层错几率的计算及微观组织分析结果表明,形变增加层错的数量,而马氏体相变消耗层错,从而减少层错数量.     

水淬工艺对TWIP钢显微组织和力学性能的影响

研究了一种用于汽车车体的高强、高塑性中C-高Mn系孪晶诱发塑性(TWIP)钢,有助于达到汽车减排、节能和安全的目的。通过单向拉伸实验和OM观察,分析研究了水淬工艺对TWIP钢的力学性能和微观组织的影响规律,采用SEM和TEM对不同变形程度TWIP钢的精细结构进行了分析。结果表明,随着水淬温度的提高,退火孪晶体积分数和晶粒尺寸增大,塑性、加工硬化性提高,而试件的强度和屈强比降低,可以获得抗拉强度960 MPa,延伸率60.5%,具有优异的综合力学性能(强塑积最高达6.096×10~4 MPa%)的试件;具有大量退火孪晶的奥氏体在变形过程中产生大量的形变孪晶,提高了TWIP钢的强度和塑性。     

SCM435热变形奥氏体连续冷却转变行为

采用Gleeble-1500热模拟机测定了SCM435冷镦钢在不同冷速下连续冷却转变的膨胀曲线,结合光学显微镜的微观组织观察,测绘了该钢热变形奥氏体连续冷却转变过程中的动态CCT曲线;研究了其连续冷却转变产物的组织形态.实验结果表明,SCM435在0.5～30℃/s冷却速率下的组织主要由铁索体+珠光体、铁索体+珠光体+贝氏体、贝氏体+马氏体、马氏体组成.     

82B高碳钢热变形奥氏体再结晶行为研究

用Gleeble2000热模拟试验机对82B钢奥氏体再结晶进行了研究。结果表明，82B钢以0．5s^-1的应变速率在950℃及其以上温度进行变形时将发生动态再结晶，950℃以下发生动态回复；以2s^-1的应变速率在1000℃以上进行变形时发生动态再结晶．1000℃及其以下仅发生动态回复；在所有试验温度以10s^-1和30s^-1的应变速率变形时．均仅发生动态回复。恒温双道次压缩时，在3-200s的间隔时间内均发生了静态再结晶。     

82B高碳钢热变形奥氏体再结晶行为研究

用Gleeble2000热模拟试验机对82B钢奥氏体再结晶进行了研究。结果表明,82B钢以0.5s-1的应变速率在950℃及其以上温度进行变形时将发生动态再结晶,950℃以下发生动态回复;以2s-1的应变速率在1000℃以上进行变形时发生动态再结晶,1000℃及其以下仅发生动态回复;在所有试验温度以10s-1和30s-1的应变速率变形时,均仅发生动态回复。恒温双道次压缩时,在3￣200s的间隔时间内均发生了静态再结晶。     

Hot Ductility and Deformation Behavior of C-Mn/Nb-Microalloyed Steel Related to Cracking During Continuous Casting

Hot ductility studies have been performed on C-Mn and C-Mn-Nb steels with an approach to simulate the effect of cooling conditions experienced by steel in secondary cooling zone during continuous casting. Thermal oscillations prior to tensile straining deteriorate hot ductility of steel by deepening and widening the hot ductility trough. C-Mn steels are found to exhibit ductility troughs in three distinct zones whereas C-Mn-Nb steel shows drop in ductility only at low temperature in the vicinity of ferrite transformation temperatures. Start of ferrite transformation in steels causes yield ratio to increase while work hardening rates and strength coefficient decrease with decrease in test temperature in presence of thermal oscillation prior to tensile testing. Inhibition of recrystallization due to build-up of AlN particles along with the presence of MnS particles in structure and low work hardening rates causes embrittlement of steel in austenitic range. Alloying elements enhancing work hardening rates in austenitic range can be promoted to improve hot ductility. The presence of low melting phase saturated with impurities along the austenitic grain boundaries causes intergranular fracture at high temperature in C-Mn steels.     

高强度高塑性TWIP钢的组织和性能

研究了一种高强高塑的汽车用TWIP钢。TWIP钢的锰含量为15％～30％,抗拉强度为600～1100MPa,断后伸长率高达95％。介绍了孪晶诱发相变的微观机理,层错能对TWIP效应的影响以及显微组织对钢的力学性能的影响。锰含量为15％～30％时,钢的塑性得以提高的机理主要是γ→ε→α相变诱发的TRIP效应;随着锰含量增加,孪晶形成逐渐起主导作用。     

船用高强度钢AH32热变形行为的研究

采用Gleeble-1500热/力模拟机研究了AH32钢在应变速率0.01～10 s-1,变形温度800～1000℃下的高温塑性变形行为.结果表明,实验用钢的应力随应变速率的增加和变形温度的降低而增加,其热变形流变应力行为可采用Zener-Hollomon参数的双曲正弦函数来描述.以应力-应变曲线为基础,采用线性回归法确定了实验用钢的应力指数n和热变形激活能Q,分别建立了峰值应力σp和流变应力σ0.2及峰值应变εp和临界应变εc与Z参数的关系.     

35CrMo结构钢的热变形行为

通过对奥氏体再结晶行为的研究得到35CrMo钢发生动态再结晶的形变条件为:形变温度T>1000℃,应变速率ε≤1/s.描述动态再结晶动力学方程f=1-exp(-b(Z)tn(Z))中的系数b和n与变形参数Z有关.计算值与实测值较为吻合.通过非线性回归得到35CrMo钢的动态再结晶晶粒尺寸的关系式为:DDRX=2.25 × 104Z-0.22.通过双道次压缩和单道次压缩保温实验,得出35CrMo钢静态再结晶激活能和动力学方程.     

304Cu奥氏体不锈钢热变形本构模型

利用Gleebe-3800热模拟机对304Cu奥氏体不锈钢进行单道次高温压缩试验,研究其在1000～1200℃、0.1～10 s-1条件的流变行为,利用Johnson-Cook方程建立该材料的热变形本构模型.研究表明,温度和应变速率对304Cu奥氏体不锈钢的流变应力影响显著,流变应力随温度升高而减小,随应变速率增加而增大;基于Johnson-Cook方程的本构模型预测值与实验值较吻合,平均绝对误差为8.67％.