节镍型高氮奥氏体不锈钢应变硬化行为

为研究冷变形及碳含量对节镍型高氮奥氏体不锈钢应变硬化的影响规律,选取2种碳含量和6种变形量的节镍型高氮奥氏体不锈钢进行拉伸实验,根据实验结果绘制工程应力-工程应变曲线,结合实验结果及微观组织分析,得出结论:高氮奥氏体不锈钢在冷轧过程中,随着变形量增加,屈服强度及抗拉强度均呈现大幅度上升,但伸长率逐渐降低。随着奥氏体晶粒拉长,微观组织中孪晶密度随着变形量的加大而增加,变形孪晶破坏,孪晶在滑移分割作用下呈现条带状。对比不同变形量的冷轧材料拉伸结果,屈强比随冷变形量的增加而增加。在小变形量(10%～20%)时,加工硬化值随着碳含量的增加而减小;当变形量较大时,随着应变量的增加,含碳量高的实验钢表现出更强的加工硬化。     

冷变形对高氮奥氏体不锈钢组织与力学行为的影响

通过对氮含量为1.2%的高氮奥氏体不锈钢施加不同变形量的压缩变形,研究了冷变形对高氮钢的组织和力学行为的影响.结果表明,高氮钢在最高变形量达到56%时的冷变形过程中未发现有α'马氏体形成.高氮钢在变形初期孪晶和滑移共同参与变形,孪晶对滑移有强烈的阻碍作用.随变形量的增加,孪晶受到滑移线的切割,孪晶界不再清晰.高氮钢的加工硬化指数随变形量增加而降低.当冷变形至56%时,高氮钢的屈服强度提高了约2倍,抗拉强度提高了约1倍,分别达到1645 MPa和1870 MPa.对比分析氮在几种奥氏体不锈钢中的作用表明,氮通过短程有序排列的方式阻止位错的滑移,提高了高氮钢的加工硬化能力.     

高氮奥氏体不锈钢与316L不锈钢的冷变形行为研究

以一种含氮量达1.0%(质量分数)的高氮奥氏体不锈钢N10和316L不锈制为研究对象,通过在室温下对这两种材料施加不同的压缩变形量,研究了两种材料变形后的显微组织、真应力-真应变曲线和显微硬度.结果表明,两种材料在冷变形量小于20%时,机械孪晶和滑移共同参与变形.随变形量增加至50%,316L的变形方式过渡到以滑移为主,而高氮钢中机械孪晶和滑移仍共同参与变形.高氮奥氏体不锈钢在变形过程中不发生马氏体相变,表明其具有较高的结构稳定性;而316L中有马氏体形成.高氮不锈钢的固溶态强度、硬度和加工硬化系数均显著高于316L,冷变形可大幅提高两种材料的强度.两种材料的显微硬度均与晶粒取向有明显相关性,晶粒取向对显微硬度的影响大于变形不均匀性的影响.对高氮不锈钢表现出的优异性能的机制进行了分析和讨论.     

冷变形对高锰奥氏体钢组织以及力学性能的影响

对Fe-23.8Mn-0.4C-3.7Cr高锰奥氏体钢进行50%冷变形,利用光学显微镜(OM)、X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、维氏硬度计、纳米硬度计和万能试验机等研究了冷变形对高锰奥氏体钢组织和力学性能的影响。结果表明:高锰奥氏体钢冷变形前后的微观组织均为奥氏体组织,但变形后晶粒内部产生了大量变形孪晶;变形后高锰奥氏体钢的硬度和强度大幅度提高,冷变形也导致其应变硬化行为和断裂行为发生改变,塑性显著下降。     

等通道挤压变形奥氏体不锈钢中孪晶细化机理

采用SEM和TEM分析了等通道挤压奥氏体不锈钢中孪晶的细化过程.结果表明,一道次变形后,原退火孪晶受剪切断裂,并在一些区域形成小的形变孪晶;随着挤压道次增加,孪晶通过孪生和滑移的方式进一步变形,滑移由晶界开始并向晶粒内部扩展,最后将大的孪晶破碎,在孪晶层状结构内部通过孪生方式形成二次孪晶,在随后的变形过程中,逐渐形成微米级孪晶组织.八道次挤压后形成纳米级的晶粒和细小的微孪晶组织.     

氮对冷变形高氮奥氏体不锈钢微观结构的作用

利用透射电镜(TEM)对氮含量为0.66%和1.2%的高氮奥氏体不锈钢的冷变形微观结构进行了对比研究.结果表明,氮含量的增加提高了材料的层错能,强烈促进位错的平面滑移.冷变形过程中不断形成机械孪晶,机械孪晶随变形量的增加而减小,在60%变形量时只有几百纳米长.运用扩展位错和短程有序理论对氮的作用机理的分析表明,氮合金化引起的短程有序是促进位错平面滑移、提高材料加工硬化能力的主要因素,低层错能引起的位错扩展也有重要作用.     

冷变形对304奥氏体不锈钢组织和性能的影响

采用透射电镜、扫描电镜和X-射线衍射仪研究了不同冷变形量对304奥氏体不锈钢力学性能和显微组织的影响,并分析了此过程中的加工硬化机制。结果表明,随着冷变形量的增大,材料的屈服强度和抗拉强度的差值缩小,屈强比由0.35增大到0.96。平均抗拉强度增加的速率近似等于平均硬度增加的速率。在此冷变形过程中,马氏体含量逐渐增多,奥氏体含量逐渐变少。304奥氏体不锈钢的强度与马氏体含量成正相关关系。304奥氏体不锈钢的加工硬化是应变诱发马氏体或形变孪晶与位错塞积共同作用的结果。     

304/Q245R爆炸复合板覆板侧结合界面的组织和硬度

采用扫描电镜、X射线衍射仪和纳米压痕仪等手段,分析了消应力退火后304/Q245R爆炸复合板不锈钢覆板侧结合界面的组织结构和硬度.白亮带区由动态再结晶所形成的相变马氏体和奥氏体纳米晶构成;纤维区由剧烈变形拉长奥氏体晶粒和其孪晶交叉处形成的马氏体构成;变形区由扭转变形奥氏体晶粒和其孪晶交叉处形成少量马氏体构成.白亮带、纤维区和变形区与原始奥氏体区未变形区相比的纳米硬度分别提高32%,13.5%和9.1%,白亮区的纳米晶强化以及纤维区较变形区较大的马氏体相变强化为其主要原因.     

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。     

奥氏体不锈钢热轧边裂实验研究

奥氏体不锈钢Cr15Mn9Cu2NiN在热轧过程中容易产生边裂.在热模拟试验机上开发出热轧实验装置,进行热轧实验,分析该不锈钢边部裂纹产生的原因.结果表明,压下量达到一定程度时,在所有变形温度下,试样边部均会产生裂纹,裂纹均沿奥氏体晶界扩展.在1000～1150℃变形时裂纹倾向较大,分析认为这与奥氏体不锈钢在此温度区间内的延性下降有关.在该温度区间内,轧后试样的微观组织具有晶粒租大和晶粒内部变形亚结构与孪晶共同存在的特征,而在1200℃变形时,晶粒尺寸较小,晶粒内部的变形亚结构和孪晶全部消失.