不同变形温度对TWIP钢组织和性能的影响

在20℃、200℃、400℃3种温度下对TWIP钢的力学性能进行了研究,并采用金相、SEM等方法对不同温度下变形后TWIP钢的微观组织及断口形貌进行了分析。结果表明,随着变形温度的提高,抗拉强度降低,伸长率相差不大;高温下TWIP钢变形后微观组织中形变孪晶的密度降低,发生了动态再结晶。     

恒应变速率拉伸试验机的控制系统

根据试样初始标距长度、试验机横梁移动速度、试样真实恒应变速率和时间的理论关系式,设计了改进的控制系统。在不破坏原机功能的前提下,只要将其以适当方式插入的控制系统,就能实现恒变速率拉伸试验。比较了国内外电子万能试验机的恒变变速率拉伸试验功能,论证恒应变速率对研究超塑性的重要性,并旨出所设计的改进控制系统完全能满足超塑性变形的精度要求。     

Fe24Mn0.5C形变孪晶诱发塑性钢的显微组织和力学性能

采用光学显微镜、X射线衍射仪和电子万能试验机等研究了Fe24Mn0.5C形变孪晶诱发塑性钢的组织和力学性能.结果表明:该钢在室温下为单一的奥氏体组织,拉伸时产生形变孪晶诱发塑性效应,开始产生形变孪晶,并且随着应变量的增加形变孪晶逐渐增加;随着拉伸速度减小,该钢的均匀伸长率呈轻微上升趋势,但屈服强度、抗拉强度和断后伸长率明显升高;与高强度应变诱发塑性590钢相比,该钢具有较高的能量吸收值.     

应变速率对Q460钢及其埋弧焊接头拉伸行为的影响

利用埋弧焊技术对Q460钢进行焊接,研究了应变速率(0.001～100 s^-1)对母材及焊接接头拉伸性能和断口形貌的影响。结果表明：焊接接头的室温准静态(应变速率为0.001 s^-1)屈服强度、抗拉强度与母材均接近,但断后伸长率明显减小;随应变速率增大,母材屈服强度和抗拉强度的增大,对应变速率敏感;当应变速率在0.01～0.1 s^-1时,焊接接头的屈服强度和抗拉强度与准静态相当,当应变速率在1～100 s^-1时,强度明显提高,即强度对高应变速率敏感;母材、焊接接头的断后伸长率均先降低后增大,最小值分别出现在应变速率为0.01,0.1 s^-1,焊接接头变化幅度很小;应变速率的增加使焊接接头拉伸断口中的韧窝先变小变浅随后变大变深,但未改变微观断裂机制,接头均为韧性断裂。     

耦合温度效应晶体塑性的TWIP钢变形行为研究

为探究TWIP钢高温条件下的塑性变形机理,建立了耦合温度效应的晶体塑性本构模型,考虑温度对TWIP钢滑移和孪生的影响,提出了耦合温度效应的流动法则和硬化法则。结合在500 ℃和750 ℃条件下的原位SEM高温拉伸试验,建立了描述TWIP钢热变形过程的晶体塑性有限元模型。模拟获得不同温度条件下的应力应变曲线、应变硬化率和孪晶体积分数与试验结果相吻合,验证了该模型的正确性。进而,基于所建立的模型研究了温度对TWIP钢塑性变形过程滑移、孪生演化及应变硬化过程的影响规律,结果表明：滑移阻力、孪生阻力和应变硬化率随温度的升高呈不均匀降低的趋势,且断后伸长率呈现降低的趋势,由25 ℃时53.4%降低至750 ℃时16.5%。同时,随温度升高,孪生受到抑制,但滑移受温度的影响较小,表现为滑移主导的塑性变形机制。     

组织结构对应变硬化的影响

研究了不同类型材料应变硬化的变化特征，结果表明：存在应变诱发马氏体转变的亚稳奥氏体不锈钢、TRIP钢平均硬化率最高，硬化指数随应变的增加呈抛物线型变化；变形后无相变但组织转变为孪晶结构的奥氏体锰钢硬化率次之，硬化指数n随应变量呈线性变化；组织无变化的稳定态材料硬化率最低，n是常数。     

拉伸变形应变速率敏感性指数的力学涵义及其规范测量

鉴于建立超塑性变形定量力学解析理论的重要性,从分析Backofen超塑性拉伸的本构方程出发,讨论了方程中的材料参数k和应变速率敏感性指数m的力学涵义。提出了恒应变ε、恒速度υ和定载荷F三种典型变形路径条件下应变速率敏感性指数的规范测量公式。对每种变形路径又提出应变速率敏感性指数的传统测量方法和计算机模拟精确测量方法,并作了精度对比分析。给出了典型超塑Zn-5%Al合金在常态（18℃）和超塑状态（340℃）时三种变形路径下应变速率敏感性指数m ε、m υ和m F的实测结果。由于三者之间不但存在大的偏差,而且随ε的变化规律也各异。这就从试验上判明,即使在相同的应力状态下,应变速率敏感性指数也与变形路径密切相关。由此便向力学理论提出新的问题,要求从理论上解答偏差和变化规律不同的原因,进而揭示其力学本质。     

卷取温度与冷却速率对含铌热轧双相钢显微组织与拉伸性能的影响

将含铌双相钢在相同工艺参数下进行热轧并分别以冷却速率60℃·s^-1一次水冷至610℃或不同冷却速率两段式水冷至461,434,410℃后进行卷取,分析了卷取温度和冷却速率对热轧双相钢显微组织和拉伸性能的影响。结果表明：4种工艺下热轧双相钢组织均主要由铁素体和马氏体构成,在卷取温度为461℃以下时还出现了贝氏体;随着卷取温度的降低,马氏体含量降低,贝氏体依次呈分散颗粒状、聚集颗粒状和板条状,热轧双相钢的屈服强度增大,抗拉强度先减小后增大,屈强比增大,断后伸长率先增大后减小;当以一次和二次冷却速率分别为53,79℃·s^-1两段式水冷至461℃进行卷取后,热轧双相钢的拉伸性能最佳,平均屈服强度、平均抗拉强度、平均断后伸长率分别为459 MPa, 591 MPa, 35.63%。     

应变速率对304奥氏体不锈钢应变硬化行为的影响

304不锈钢属于非稳态奥氏体不锈钢,在应变强化过程中,应变温度、应变速率、应变量等均可改变应变诱发马氏体的转变量和转变速率及内部组织滑移线、形变孪晶、位错和层错密度的转变量和转变速率,从而表现出不同的应变硬化行为。针对304奥氏体不锈钢,主要从应变速率敏感指数、应变硬化指数两方面,研究了应变速率对其室温应变硬化行为的影响。     

超塑拉伸变形应变速率敏感性指数的力学解析

从拉伸变形的状态方程和力学基本理论出发,导出了塑性和超塑性拉伸变形ｍξ、ｍｖ　和ｍＦ（ｍξ、ｍｖ。和Ｆ分别为恒应变ξ、恒变形速度ｖ和恒载荷Ｆ的应变速率敏感性指数）的函数表达式,而且理论计算值与典型超塑性合金ＺｎＡ１５的试验数据吻合,这便从理论上解答了“拉伸变形应变速率敏感性指数的力学涵义及其规范测量”一文从试验上提出的问题,即：为什么ｍξ、ｍｖ和ｍＦ随应变速率ξ的变化规律互不相同,甚至出现了ｍＦ会大于１,ｍｖ会是负值的反常结果。对这些问题的理论解答便进一步揭示了ｍ值的力学本质。     

应变时效对双相钢和低合金高强钢屈服强度及应变硬化率的影响

通过力学性能测试和显微组织观察研究了应变时效对双相钢和低合金高强钢屈服强度及应变硬化率的影响。结果表明:经过2%预应变之后,双相钢的屈服强度提高了106MPa,低合金高强钢的屈服强度提高了28MPa;预应变之后再经历烘烤,双相钢的屈服强度提高了149MPa,而低合金高强钢的屈服强度只提高了66MPa;预应变或烘烤硬化之后,两种钢的应变硬化率均降低,但双相钢仍然具有很强的应变硬化能力,其应变硬化率接近于低合金高强钢未预应变条件下的;铁素体马氏体组织赋予了双相钢比低合金高强钢更强的应变硬化能力。     

热处理工艺对22Cr双相不锈钢拉伸性能的影响

研究了热处理工艺对22Cr双相不锈钢拉伸性能的影响,并对断口形貌进行了分析.结果表明:在950～1 150 ℃固溶2 h,其强度和塑性与固溶温度呈复杂关系,在950℃和1 150℃固溶处理的强度比1 050℃的高,但塑性降低;1 050℃固溶后,在850℃时效处理材料强度有所提高,塑性明显降低;1050℃固溶后,在475℃时效处理材料强度明显提高,塑性略有降低.固溶处理后微观断口以韧窝为主要特征;850℃时效处理后断口出现解理的小平面和二次裂纹;475℃时效处理后断口以韧窝为主并伴有局部的解理断裂.     

奥氏体锰钢高应变速率孪生诱导塑性

研究了应变速率对奥氏体中高锰钢塑性的影响。结果表明：室温拉伸，中锰钢伸长率由低应变速率10^-3S^-1时的22．8％增加到高应变速率10^3S^-1时的67．4％，增加2倍；高锰钢伸长率由低应变速率10^-3S^-1时的49．5％增加到高应变速率10^3S^-1时的64．4％，增加30％。中高锰钢高应变速率增塑效应，主要与孪生变形大量启动有关，其断裂机制由低应变速率的沿晶断裂转化为高应变速率的晶内韧窝韧性断裂。     

汽车用烘烤硬化钢板拉伸性能的温度敏感性

对汽车外覆盖件用BH220烘烤硬化钢进行了不同温度(室温～180℃)的单向拉伸试验,主要研究了变形温度对BH220钢拉伸性能的影响.结果表明:BH220钢拉伸性能具有明显的温度敏感性;随着温度的升高,屈服强度、抗拉强度和屈强比呈先降低又升高的规律,其临界温度为120℃左右;强度系数K随温度升高呈下降趋势,硬化指数n呈先...     

Si-Mn系低碳钢经不同热处理后动静态性能的对比研究

对Si-Mn系低碳钢冷轧板进行不同热处理后分别获得相变诱发塑性(Transformation induced plasticity,TRIP)钢和双相(Dual phase,DP)钢,而后通过电子万能试验机和旋转盘式杆杆型冲击拉伸试验装置分别对其进行应变率为0.001 s–1、630 s–1、1 490 s–1和0.001 s–1、560 s–1、1 340 s–1的静态和动态拉伸试验。通过对比研究发现:TRIP钢和DP钢的屈服强度、抗拉强度随着应变率的增加而不断增大;高速率下变形局部化导致动态下的DP钢和TRIP钢均匀伸长率都比静态下小。高速率下的绝热温升效应使得DP钢1 340 s–1的均匀伸长率和断裂伸长率都比560 s–1的要大,TRIP钢1 490 s–1也比630 s–1的要大。由于DP钢的绝热温升效应大于变形局部化效应,使得动态下DP钢的断裂伸长率比静态下要大;而TRIP钢因为有残余奥氏体转变马氏体现象,绝热温升效应远小于变形局部化效应,使得动态下TRIP钢的断裂伸长率比静态下要小。