TWIP钢的拉伸应变硬化行为

采用静态拉伸、金相组织观察方法研究了5种不同锰含量的TWIP钢的拉伸应变硬化行为.结果表明:5种钢的真应力与真应变不遵循Hollomond的线性关系,其中1号钢的应变硬化指数n值随真应变的增大先升后降,其它4种成分钢的n值随真应变的增大而提高.对于同一成分的钢,其n值均随应变速率的增大而减小.其微观变形机制是:随着锰含量的增加,孪晶形成逐渐起主导作用;拉伸前组织中有退火孪晶;随着变形的进行,产生大量的形变孪晶,孪晶与位错之间的交互作用与硬化率相协调,从而延迟了颈缩的产生,导致TWIP钢具有很高的均匀变形能力.     

TWIP效应分析

对不同形变量下TWIP钢内部组织观察发现,在形变量由小到大的过程中,内部组织依次呈现为:大量位错,孪晶,多个孪生系统的交割。对比分析各形变量下组织情况可以发现TWIP效应过程主要有如下几点:孪晶对位错的阻塞作用,提高了局部加工硬化能力;孪晶与孪晶的作用,孪晶的形成增加了后续孪晶的阻力,其次多套孪生系统有效地对晶粒进行了分割,增加了孪晶界面,从而提高了加工硬化能力;孪生过程本身具有一定的形变量。局部加工硬化的提高,使应变向其他较低区域转移,从而表现出很高伸长率。     

汽车用轻质TWIP钢的组织演变规律研究

研究了中碳-高Mn系TWIP钢在固溶处理后的组织和力学性能。采用OM、XRD、TEM和EBSD分析了TWIP钢形变前后的微观组织演变规律和高强塑性的产生机理。结果表明,形变孪晶密度随着变形程度的增加而增大,形变孪晶渐进产生,细化起到细晶强化和延缓断裂的作用,使TWIP钢具有优异的综合力学性能和成形性能。     

Fe-Mn-Si-Al系和Fe-Mn-C系TWIP钢加工硬化行为

研究了在不同应变量下Fe-Mn-Si-Al系和Fe-Mn-C系孪晶诱导塑性(TWIP)钢的力学性能以及微观组织,分析了TWIP效应在两种不同系列TWIP钢中发挥的作用,阐明了TWIP钢的强化机制.两种系列的TWIP钢都具有高加工硬化能力,但层错能较低的Fe-Mn-C系TWIP钢加工硬化能力更强.两种系列的TWIP钢加工硬化表现为多加工硬化指数行为,这是由多种强化机理在不同阶段起主导作用的结果.微观组织形态与加工硬化强度之间存在着较强的关联性.位错的增殖和形变孪晶的产生对两个系列TWIP钢硬化曲线形态有着明显的影响.在高应变阶段,Fe-Mn-C系TWIP钢大量的第一位向形变孪晶T1和第二位向形变孪晶T2,以及附着在孪晶界旁的高密度位错区域是造成其具有高加工硬化能力的原因,而Fe-Mn-Si-Al系TWIP钢细密的第一位向形变条纹和孪晶片层间的位错是其高加工硬化原因,且其微观组织更为均匀细致.      

TWIP不锈钢层错能计算、塑韧性和耐蚀性能研究

添加Cr元素设计具有形变诱导孪生效应(twinning-induced plasticity, TWIP)的高强不锈钢,采用亚点阵晶格模型运用Matlab计算得到设计合金层错能(stacking fault energy, SFE)为37.65 mJ/m~2。通过(900～1 200)℃×1 h热处理发现晶粒尺寸、退火孪晶数量、初始晶粒尺寸和孪晶片层厚度均随着固溶温度的升高而增加;观察拉伸断口剖面发现在大晶粒中形变孪晶数量多相互交错程度高,形变孪晶不断切割奥氏体晶粒使得材料发生大的无颈缩延伸,应变硬化平台(θ=0)出现较早,随着应变增大,高固溶温度下的混晶组织使得该平台呈交替出现。固溶温度从900℃升高至1 200℃,原始奥氏体晶粒尺寸由25.1μm增大至64.91μm时,冲击吸收功由231 J减少至202 J,断裂方式为韧性断裂,强塑积由47 GPa·%增至69 GPa·%。通过动电位极化曲线分析实验钢在3.5%(质量分数)NaCl中的具有相对较低的腐蚀电位(E_(corr)=-302 mV)和腐蚀电流密度(I_(corr)=1.03×10~(-6) A/cm~2),观察分析夹杂物容易成为点蚀诱发源,腐蚀过后观察到其表面产生大量的腐蚀坑洞。     

Fe-28Mn-3Si-3Al TWIP钢变形过程中的孪晶观察

采用扫描电镜、透射电镜对TWIP钢的拉伸变形过程中的孪晶进行了观察.研究结果表明,在TWIP钢的拉伸过程中,具有孪晶界的晶粒内部首先发生变形,并产生一定程度的加工硬化,随后其余部分晶粒发生转变,形成对变形有利的取向,从而变形得到扩展,最终得到非常大的无颈缩延伸;并且最先变形孪晶遗传了退火孪晶的取向.变形过程中孪晶和位错相互作用、孪晶和孪晶相互作用以及孪晶取向改变引发的滑移是使TWIP钢得到强化的主要变形机制.     

高速冲击条件下TWIP钢组织和性能的研究

采用分离式Hopkinson压杆技术分析了TWIP钢在冲击载荷下应变速率对其性能的影响,采用金相(OM)、X射线衍射(XRD)、透射电镜(TEM)等方法对其变形前后的显微组织进行了研究。结果表明:高应变速率下,TWIP钢的应力-应变曲线存在响应时间,并且在中间阶段出现了波浪形的应力起伏。TWIP钢变形前后都是奥氏体单相组织,形变孪晶与静态变形条件下的相比,较易于多个孪晶系生成,孪晶的宽度、数量增加,间距减小。孪晶与位错的交互作用、孪晶与孪晶的相互作用、特别是多次孪晶的出现是使TWIP钢得到强化的主要变形机制。     

一种奥氏体钢的应变硬化特性与界面强化

本文对Fe-Ni-Mn-Cr奥氏体钢的应力—应变行为进行了分析。结果表明,应变硬化指数n随晶粒直径d的增加呈现出先增后降的趋势。当晶粒直径较大时,容易产生形变孪晶,并且在较小应变条件下,孪晶界可以阻止位错运动,进而产生一附加强化增量,这一强化增量随应变量的增加而减小。     

变形孪晶对饱和CO2油田采出水模拟液中TWIP钢腐蚀性能的影响

通过室温冷轧变形,研究变形孪晶对TWIP钢在饱和CO₂油田采出水模拟液中腐蚀性能的影响。结果表明：TWIP钢的原始组织为单相奥氏体,经过冷轧变形,奥氏体晶粒中形成大量变形孪晶。在饱和CO₂油田采出水模拟液中,冷轧变形后的TWIP钢腐蚀电流密度减小,极化电阻R_p值增大,奥氏体晶粒中变形孪晶的大量形成,有效地提高了TWIP钢的耐蚀性。     

变形量对SUS304不锈钢组织和性能的影响

SUS304奥氏体不锈钢经不同的轧制变形后,对其组织、性能及马氏体相变进行了分析。结果表明:随着变形量的增大,加工硬化增强,纤维组织变得尤为明显,变形后其组织中马氏体含量不断增多。通过分析,其产生的原因为随着变形量的增大,位错不断增殖、形变孪晶不断增加,形变孪晶与位错间的交互作用导致位错运动受阻,从而使流变应力不断的增加,使材料的自由能增大,促成了马氏体相变过程中的形核,发生马氏体相变,随着应变的累积α'马氏体量持续的增加,α'马氏体量的增加使材料的强度增加。