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。     

应变和应变速率对Fe-24Mn-0.5C TWIP钢亚结构的影响

采用图象分析软件分析研究了Fe-24Mn-0.5C TWIP钢在拉伸过程中孪晶数量随真应变的变化规律。结果表明:试验钢在拉伸过程中随着真应变的增加,孪晶数量明显增加,到真应变为3.7×10-1时,几乎整个奥氏体晶粒内都充斥着形变孪晶。另外研究表明,孪晶产生的门槛应变值εc与应变速率.ε有关,应变速率越小,孪晶产生门槛值εc越小。     

退火工艺对TWIP钢显微组织的影响

对特定成分的TWIP钢进行不同的退火处理,用金相、透射电镜对其拉伸变形前后的组织进行观察和分析.结果表明:退火后有退火孪晶和大量的层错存在,而且随温度的升高,晶粒尺寸变大、孪晶的数量和层错密度也随晶粒尺寸的增加而增大;此外孪晶移动到边界处会受到阻碍,形成非共格的孪晶界面.     

固溶处理对Fe-25Mn-1Al-0.2C钢组织性能的影响

设计了一种低层错能TWIP(Twinning Induced Plasticity)Fe-25Mn-1Al-0.2C钢,对该钢分别在900、1000和1100℃进行了固溶处理实验,研究了实验钢的微观组织和力学性能。结果表明:实验钢晶粒尺寸随着固溶温度的升高和时间的延长而增大。在1100℃时,退火孪晶贯穿整个晶粒。实验钢的抗拉强度随着固溶温度的升高而降低。当固溶温度为900℃时,随着真应变的增加,应变硬化率缓慢地降低。当固溶温度为1100℃时,均匀塑性变形分为三个阶段,并且观察到孪晶交割。     

变形温度对Fe-23Mn-2Al-0.2C TWIP钢变形机制的影响

利用控温拉伸实验,结合微观组织形貌观察和层错能的计算,分析了在-60-600℃温度范围变形时高锰TWIP钢Fe-23Mn-2Al-0.2C力学性能和显微组织的变化规律及变形温度对其变形机制的影响.结果表明,随着变形温度的升高,TWIP钢的强度和延伸率总体上呈现先降低后增加,然后又降低的趋势.在300℃变形时,强度和延伸...     

Fe-18Mn-0.6C TWIP钢的热变形行为

在Gleeble-3500热模拟实验机上通过单道次压缩实验,研究了变形温度、应变速率和变形量对TWIP钢流变应力和临界动态再结晶行为的影响规律。结果表明,试验TWIP钢热变形的峰值应力随温度的升高而降低,随着应变速率的增大而升高;各种变形条件下,TWIP钢的奥氏体晶粒尺寸有很大差异,随着变形温度的升高,再结晶晶粒粗化,而应变速率和应变量的增加有利于晶粒细化;最后采用线性回归方法计算出TWIP钢的热变形激活能为443.3 kJ/mol,并求出了该钢种动态再结晶临界条件与Z参数之间的关系,以及动态再结晶动力学规律。     

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.     

Fe-Mn TWIP钢退火态的微观结构特征

通过金相显微镜和透射电镜分析研究了退火态TWIP钢的微观结构特征.结果表明,经过600 ℃退火10 min后钢中存在冷轧的纳米级变形孪晶及少量位错;分别在700、800、900和1000℃退火10 min后,发现退火温度决定了退火孪晶的尺寸:随退火温度升高,退火孪晶尺寸增大.退火孪晶仅有少量在再结晶过程中产生,而大量的退火孪晶在再结晶结束后的晶粒长大过程中生成并长大.退火孪晶尺寸的大小影响了TWIP钢的力学性能,孪晶尺寸为2～5 μm时,试验钢表现出高强度,此时抗拉强度可达840 MPa;孪晶尺寸为30～50 μm时,试验钢表现出高的伸长率,可达到84.0%,表现出充分的TWIP效应.     

不同热处理工艺对Fe-30Mn-3Si-4AlTWIP钢力学组织性能的影响

采用拉伸性能测试、金相观察、SEM和EDS等方法研究了不同热处理工艺对Fe-30Mn-3Si-4AlTWIP钢微观组织、拉伸力学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,冷却速度越快,TWIP钢的延伸率和强度越高;热处理后其室温组织为含有退火孪晶的单一奥氏体,冷却速度越小,奥氏体晶粒和退火孪晶的尺寸越大。拉伸时发生典型的延性断裂,在拉伸过程中退火孪晶转变成形变孪晶,使材料的塑性提高。     

汽车用TWIP钢的探索研究

采用金相组织观察与X射线衍射等方法对5种不同Mn含量的TWIP钢拉伸前后的组织进行了研究.结果表明,淬火态Fe-15Mn-3Si-3Al钢存在条状分布的马氏体;Fe-25Mn-3Si-3Al、Fe-30Mn-3Si-3Al、Fe-33Mn-3Si-3Al钢在淬火与退火两种热处理工艺下均能获得淬火态奥氏体和退火孪晶组织,淬火态的奥氏体晶粒更细小;母相奥氏体影响形变孪晶形貌与分布,均匀分布的细小孪晶导致优异的力学性能,随着Mn含量的增高,母相奥氏体尺寸逐步增加,形变孪晶层片逐渐增厚且分布不均匀;Fe-25Mn-3Si-3Al钢具有优异的力学性能.     

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。     

终轧温度对Cu合金化Fe-18Mn-0.6CTWIP钢微观组织和力学性能的影响

采用XRD、光学显微镜、扫描电镜、拉伸试验机和冲击试验机等研究了终轧温度(900 ℃和1000 ℃)对Cu合金化Fe-18Mn-0.6C TWIP钢微观组织和力学性能的影响。结果表明,低温终轧会明显提高TWIP钢的强度,但会使伸长率和强塑积降低;高温终轧更有利于提高TWIP钢塑性和室温冲击性能。高温终轧时可获得较大尺寸的奥氏体晶粒,降低孪生所需的临界应力,具有更高的应变强化能力,拉伸断口和冲击断口的韧窝更大更深,表现出优异的塑性和韧性。     

退火温度对Fe-Mn-Al-C钢组织和拉伸性能的影响

采用OM、SEM、TEM和拉伸试验等手段研究了退火温度对Fe-19Mn-2Al-0.6C钢组织和性能的影响。结果表明,退火后试验钢的基体组织为奥氏体。由于回复再结晶的完成程度不同,随着退火温度的升高,晶粒尺寸先减小再增大。同时,退火孪晶的数量逐渐增加,抗拉强度持续降低,但总伸长率先升高然后降低。当施加一定的外部载荷时,在变形过程中会产生大量的变形孪晶和位错。高密度位错在晶界或孪晶界处的缠绕和塞积阻碍了位错的进一步运动。一次孪晶和二次孪生的交割产生的动态Hall-Petch效应,以及位错和孪晶的相互作用共同导致试验钢的高加工硬化能力。Fe-19Mn-2Al-0.6C钢获得最佳综合力学性能的退火温度约为900 ℃,其抗拉强度为947.61 MPa,强塑积为49.30 GPa·%,伸长率为52.03%。     

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。     

Nb微合金化Fe-25Mn-3Si-3Al TWIP钢的组织与力学性能

向Fe-25Mn-3Si-3Al TWIP钢中添加0.35%的Nb,提高钢中C元素含量至0.1%,并配合适当热处理工艺以提高TWIP钢的屈服强度。结果表明:改进后的Fe-25Mn-3Si-3Al-0.3Nb-0.1C钢的屈服强度由原来的320 MPa提高至445 MPa,均匀伸长率则由65%降低至55%。Nb元素的添加会强烈阻碍TWIP钢的再结晶晶粒的长大,显著细化TWIP钢的奥氏体晶粒,并且添加的Nb、C元素经退火处理后主要以纳米级Nb C沉淀相的形式弥散分布于奥氏体基体上,这些细小的沉淀相将通过Orowan机制进一步提高TWIP钢的强度。此外,Nb、C元素的添加并未显著改变室温下Fe-25Mn-3Si-3Al TWIP钢的塑性变形机制,应变诱发孪晶仍然是Fe-25Mn-3Si-3Al-0.3Nb-0.1C钢的主要变形机制,奥氏体基体仍然维持着较低的层错能。通过细晶强化和沉淀强化的双重作用显著提高Fe-25Mn-3Si-3Al TWIP钢的强度,同时奥氏体基体的TWIP效应保证了改进后的TWIP钢仍具有良好的塑性。     

TWIP钢Fe-23Mn-2Al-0.2C的组织及拉伸变形机制

研究了TWIP钢Fe-23Mn-2Al-0.2C固溶处理后的组织演变和拉伸变形行为,并对其变形机制进行了探讨。结果表明:随固溶温度升高,实验钢的晶粒尺寸逐渐增大,屈服强度和抗拉强度均降低,伸长率增大,强塑积先增大后减小,在900℃时达到最高;实验钢的拉伸变形呈现连续屈服,同时随固溶温度升高,加工硬化速率(dσ/dε)与真应变(ε)的变化关系由2阶段变为3阶段。通过OM和TEM观察显示,随着晶粒尺寸的增加,变形过程中形变孪晶数量增多,孪晶诱导塑性(TWIP)效应增大。     

退火温度对Fe-Mn-TWIP钢微观结构的影响

通过光学显微镜、X射线衍射技术和EBSD技术研究了退火温度对Fe-Mn-TWIP钢的微观结构的影响,结果表明冷轧态TWIP钢完成退火再结晶后,组织为全部的奥氏体,随着退火温度的提高退火晶粒的尺寸增大,在1000 ℃时达到了30～50μm.织构分析表明,当退火温度低于700 ℃时,受冷轧织构的影响,晶粒取向变化较小;而在高于700 ℃退火时,冷轧时的α取向-线织构痕迹逐渐减小,面织构的比率增加.取向分析表明,此时材料中存在较多的60.〈111〉孪晶的大角度晶界,由于孪晶成对称关系,导致材料的织构较弱.     

再结晶退火对Fe-24Mn-0.7Si-1.0Al TWIP钢组织和硬度的影响

通过对Fe-24Mn-0.7Si-1.0Al TWIP钢分别在700℃和1000℃退火不同时间,研究退火对合金显微结构和硬度的影响,并讨论了合金再结晶行为及其对组织性能的影响规律。结果显示：合金通过亚晶界迁移机制形成再结晶晶核,进而长大实现再结晶。合金分别在700℃保温5 min或1000℃保温1 min即可完成再结晶。完成再结晶后随着保温时间延长,晶粒尺寸先迅速增大后趋于饱和,而合金硬度先快速降低后趋于平缓。再结晶过程中位错的消失是导致硬度下降的主要原因。