孪晶诱导塑性(TWIP)钢组织性能研究现状

综述了孪生诱发塑性(TWIP)钢的基础研究现状及进展,介绍了TWIP钢的层错能并分析了应变速率、温度、热加工工艺、晶粒尺寸和晶粒取向对TWIP钢组织和性能的影响,分析了TWIP钢的强化机制。     

孪晶诱导塑性(TWIP)钢组织与性能研究现状

对TWIP钢的研究进展进行了综述,介绍了TWIP钢的变形机制、层错能与TWIP效应的关系,TWIP钢热处理工艺以及TWIP钢的力学性能特点。     

TWIP钢的显微组织与变形机制研究

采用金相、X射线衍射、扫描电镜和透射电镜等方法对两种不同Mn含量应变诱发孪晶(TWIP)钢拉伸前后的显微组织进行了研究.结果表明,Fe-15Mn-3Si-3Al钢的塑性增长机理主要是),γrcc→εhcp,γfcc→εhcp→αbcc相变诱发的TRIP效应;Fe-25Mn-3Si-3Al钢主要的塑性增长机制是孪晶诱发的TWIP效应.Fe-25Mn-3Si-3Al钢拉伸后有些奥氏体晶粒内存在两个或多个孪晶系统,孪晶界与原始奥氏体晶界都会阻碍孪晶的长大.层错能强烈影响TWIP钢的变形机制,随着Mn含量的增加,层错能不断增加,孪晶强化逐渐起主导作用.     

冷轧压下量对TWIP钢组织与性能的影响

采用静态拉伸、金相、SEM、TEM等方法对冷轧压下量为50%、60%和70%的TWIP钢板热处理后的组织与性能进行了研究.结果表明,TWIP钢变形前后的组织均为单相奥氏体,其中冷轧压下量为50%的TWIP钢板力学性能最优,该TWIP钢退火后的晶粒能够为孪晶的生成和长大提供更有效空间.冷轧压下量对TWIP钢的耐腐蚀性影响很小,TWIP钢的腐蚀电位在-0.69 V左右,腐蚀方式为较为典型的点状腐蚀.TWIP钢断口呈等轴状韧窝结构,冷轧压下量为50%的试验钢的断口呈现出更好的塑性特征;冷轧压下量为50%的TWIP钢微观组织中观察到了条束状多系孪晶.     

18Mn-Si系TWIP钢层错能的计算与实验

采用热力学计算以及XRD分析技术对18Mn-Si系TWIP钢的层错能进行了研究。结果表明,18Mn-Si系TWIP钢在淬火状态下为全奥氏体组织,拉伸变形以后出现变形孪晶和α马氏体相;该钢种的层错几率和层错能分别为2.6×10-3、17.3 mJ/m2,说明其在拉伸应力作用下将同时发生TWIP效应和TRIP效应,该结论与实验结果相吻合;对于18Mn-Si系TWIP钢而言,其在298 K条件下层错能（SFE）和层错几率（Psf）存在如下关系,即,SFE（298 K）=4.498×10-2/Psf。     

孪生诱发塑性钢的研究现状及展望

基于TWIP钢高的强度、好的塑性性能,针对潜在石油工业可膨胀管技术应用背景,对孪生诱发塑性TWIP钢的国内外研究现状、TWIP钢目前的研究方向进行了综述,并提出今后在理论研究方向上的几点设想和展望。     

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。     

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。     

Fe-Mn-C系TWIP钢的组织和性能

研究了Fe-Mn-C系TWIP钢的组织和性能,结果表明钢板经热轧-冷轧-热处理后,钢板可达到有57.3%的延伸率,480MPa的屈服强度和1140MPa的抗拉强度。其室温组织为单相奥氏体基体并伴有退火孪晶,拉伸变形后通过XRD检测和TEM观察发生了少量的γ→α和γ→ε→α相变同时内部有大量的滑移带和变形孪晶共存。即Fe-Mn-C系TWIP钢变形时同时有TRIP效应、TWIP效应,使钢板具有优良的力学性能。     

Fe-23Mn-0.6C TWIP钢的组织特征

研究了Fe-Mn-C系TWIP钢的微观组织特征。结果表明,钢板经热处理后,其室温组织为单相奥氏体基体并伴有退火孪晶,同时基体中存在退火孪晶和层错,其退火孪晶量达16.2%,由于锰含量较高在该系列钢中存在锰的偏析行为。     

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 综述了孪生诱发塑性（TWIP）钢的研究进展,重点介绍了产生TWIP效应的关键在于低温时具有稳定的奥氏体组织和较低的层错能,主要合金元素对TWIP钢组织和性能的影响,层错能及其计算,第一、二代TWIP钢的力学性能以及温度、应变速率和加工工艺对其力学性能的影响,孪生诱发塑性的微观机制。     

俄罗斯钢管业的现状及前景分析

介绍了俄罗斯钢管生产近期概况,主要钢管企业在提高市场竞争力方面进行的技术改造和新产品开发的一些动态,俄罗斯钢管进出口情况和复苏俄罗斯钢管生产的应对措施。     

高碳含铜TWIP钢TIG焊接头组织与性能

通过单向拉伸试验、显微组织观察、X射线衍射(XRD)和硬度测试对比研究了Fe-20Mn-3Cu-1.38C TWIP钢钨极氩弧焊(TIG)焊接接头固溶处理前后的组织和力学性能. 结果表明,固溶处理前焊缝组织为特定取向的柱状晶,整个焊缝组织晶粒粗大且分布着密集的颗粒状碳化物,热影响区(HAZ)在晶界有大量碳化物析出;固溶处理后,焊缝组织变为等轴晶,碳化物被完全固溶,焊接接头抗拉强度由953 MPa降为870 MPa,断后伸长率由41.85%提高至66.35%,低于母材性能(抗拉强度1 100 MPa,断后伸长率92.25%),但相比固溶处理前,综合力学性能显著提高;两种拉伸试样均断在热影响区,为典型韧性断裂.     

退火温度对孪晶诱发塑性钢的组织和性能的影响

研究了退火温度对孪晶诱发塑性钢的性能和组织的影响。采用XRD,光学和扫描显微镜,硬度和拉伸试验机分析了加热后力学性能和组织之间关系。结果表明,强度和伸长率的最佳组合可以在部分再结晶区温度条件下实现。     

我国钢管行业的近况及2005年展望

以详实的数据介绍了我国钢管产业的快速增长和近期的状况,以及钢管行业在制管装备、品种质量方面的快速发展情况。分析了钢管行业存在的问题及发展中面临的有利和不利因素以及应对策略,展望了今后的发展目标。     

马氏体-贝氏体钢复合组织的力学性能

Cr12钢经980℃奥氏体化后,于280℃硝盐中等温不同时间获得不同比例的马氏体-贝氏体复合组织与力学性能的关系,并与常规淬火、回火后的力学性能进行比较.结果表明:具有马氏体-贝氏体复合组织Cr12钢与常规淬火、回火的回火的马氏体组织相比,除硬度有所降低外,抗弯强度、挠度、冲击韧性及耐磨性均有较大幅度的提高.经980℃加热、280℃等温5 h、180℃回火后,Cr12钢具有最佳的综合力学性能.     

不同加工工艺对高强高塑性TWIP钢组织与性能的影响

采用三种工艺对成分为25Mn-3Si-3Al的TWIP钢进行了试制，并对轧后钢板的组织性能进行了对比分析。结果表明，轧制后退火处理钢板的室温组织为奥氏体基体中存在大量的退火孪晶，在拉伸变形中形成的形变孪晶使产品获得了高强度、高塑性。     

石油化工行业用钢管的现状及发展

概要介绍了钢管在石油化工行业的使用情况。分析了目前我国石化工业用钢管存在的主要问题,如没有形成完整的标准体系;高性能钢管需要大量进口;钢管研发进程滞后;生产企业的产品质量及服务意识还有待提高等。重点指出了石油化工行业的发展趋势及其对钢管的需求情况。     

固溶处理对TWIP钢组织和力学性能的影响

用拉伸试验、金相观察、SEM和EDS等方法研究固溶温度和时间对TWIP钢微观组织、拉伸性能及断口形貌的影响,并采用X射线衍射仪测定材料的物相组成。结果表明,固溶温度和时间对TWIP钢塑性的影响程度明显大于强度,伸长率最佳的固溶处理工艺为1000~1050℃固溶60 min。随固溶温度的升高和固溶时间的延长,奥氏体晶粒长大,退火孪晶数量和退火孪晶界面积增加。拉伸时发生典型的延性断裂,拉伸前的组织为伴有大量退火孪晶的奥氏体,在拉伸过程中退火孪晶转变成形变孪晶,使TWIP钢的塑性提高。