TRIP钢合金体系热力学参数的评估

相变点的计算对预测TRIP钢的相变行为,有效进行成分优选与工艺控制至关重要,其计算结果的准确性取决于热力学数据库。目前涉及TRIP钢合金体系的热力学参数较多,取自不同参考文献建立了两个TRIP钢多元合金系(Fe-C-Mn-Si-Al-Ni)的热力学数据库,并应用Thermo-Calc软件对5种实验钢的相变点与(α+γ)两相区相分数进行了计算。同时采用膨胀仪与定量金相分析技术进行实验测定。结果表明,FEDAC数据库仅适合预测低铝TRIP钢的A3温度;而FEDAL数据库不仅适合预测低铝TRIP钢780℃以下的相分数,而且对高铝TRIP钢两相区相分数的预测也较为准确。     

汽车用钢液相线温度的试验与计算研究

采用差热分析技术测定了典型汽车用钢的液相线温度，并分析了相关文献中经验公式的可靠性。计算结果与试验值的比较表明文献中的经验公式均需进一步改进。基于铁基二元合金液相线温度试验数据，采用最小二乘法优化了合金元素对液相线温度的作用系数，建立了汽车用钢液相线温度的预测模型，准确率达到97%。     

Fe-Mn-X(X=Al,Si)三元系合金扩散行为的试验与计算研究

采用CALPHAD方法对Fe-Mn-X(X=Al,Si)三元合金的扩散动力学进行研究。制备了FCC结构Fe-Mn-Al三元合金的扩散偶,通过电子探针(EPMA)技术测定了相应的成分-距离曲线。并通过合理外推子二元系获得了三元系FCC相的扩散动力学描述,计算模拟的扩散行为与试验结果吻合较好。同时,通过收集评估Fe-Mn-Si三元系BCC相扩散试验数据,对原子移动性参数φ_(Mn)~(Fe,Si)和φ_(Si)~(Fe,Mn)进行了优化,获得了可靠准确的Fe-Mn-Si三元系BCC相的扩散动力学描述。     

热浸镀锌高强汽车板界面组织对其拉伸断裂行为的影响

对3种成分的高强汽车板进行相同的热浸镀锌工艺处理,研究表面氧化物的热力学成因及其对界面层组织的影响,并对不同变形量条件下的拉伸断裂行为进行原位分析。结合微观组织分析与热力学计算可以看出,钢板成分的不同会造成其表面氧化物的形成差异。当Mn2SiO4与SiO2为热力学稳定相时,界面处难以形成连续的Fe2Al5Zn0.4抑制层,锌液与Fe基体反应生成ζ-FeZn13脆性化合物,在拉伸过程中界面易开裂且裂纹会向基体扩展,导致力学性能下降;当少量MnO与Mn2SiO4为热力学稳定相时,形成以Fe2Al5Zn0.4抑制层为主的界面组织,拉伸裂纹在界面产生,而后向Zn层扩展,钢板的拉伸断裂主要由基体的失效所致;而当钢板表面形成大量MnO与FeO亚稳相时,通过铝热还原反应形成的Fe会与锌液接触,使Zn层内部形成脆性Γ-Fe11Zn40相,拉伸裂纹极易在Zn层产生并扩展,而界面未还原的MnO层与基体结合强度较高,拉伸断裂由基体失效所致。