Nb微合金化汽车用TWIP钢的研究进展

汽车是日常生活中主要交通工具之一,其用钢质量的优劣直接关系到汽车本身及乘坐人员的安全,因此研发高性能汽车用钢至关重要。微合金化是有效改善汽车用钢性能的手段之一,微合金元素铌可细化晶粒,提高材料的强韧性及氢致延迟断裂性能,备受研究者的青睐。总结了微合金元素铌对汽车用TWIP钢组织的影响,综述了铌对汽车TWIP钢力学性能、耐磨性能及抗氢致延迟断裂性能等的作用及相应机制,并提出了现阶段铌微合金化汽车用TWIP钢研究过程中存在的问题,为后续低成本、高效地发挥铌元素在高强度汽车钢中的应用提供参考依据。     

Effects of annealing temperature on the microstructure and properties of the 25Mn-3Si-3Al TWIP steel

Microstructures and mechanical properties of the 25Mn twinning induced plasticity (TWIP) steel at different annealing temperatures were investigated. The results indicated that when the annealing temperature was 1000°C,the 25Mn steel showed ex-cellent comprehensive mechanical properties,the tensile strength was about 640 MPa,the yield strength was higher than 255 MPa,and the elongation was above 82%. The microstructure was analyzed by optical microscopy (OM),X-ray diffraction (XRD),and transmission electron...     

第二代先进高强钢TWIP钢在车身典型零件上的应用

开发兼具高强度和优良伸长率的高强度钢板,对车身轻量化和提高汽车安全性具有重要意义。深入解析了HC450/950TW钢微观组织、力学性能、成形特性,并通过有限元仿真分析和冲压试验研究了HC450/950TW减震器支座成形性。结果表明:TWIP钢的成形性能大幅优于同级别的QP钢和DP钢,HC450/950TW伸长率大于50%,n值超过0.48。减震器支座应用HC450/950TW成形后,拉延成形深度达到150 mm,零件无开裂、起皱缺陷,成形性良好,并可实现减重2.4 kg,轻量化效果显著。TWIP钢适用于对拉延和胀性要求很高的车身结构零件。     

TWIP钢的动态力学性能及变形机制研究

利用Zwick/Roell Z100万能材料试验机和Hopkinson拉杆对TWIP钢进行了准静态及动态力学性能的研究。基于力学实验结果,修正了Johnson-Cook动态本构模型中应变硬化项以及应变强化项。采用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、电子背散射衍射(EBSD)技术对TWIP钢拉伸变形前后的组织进行了观察与分析。结果表明：TWIP钢在准静态加载下表现为负应变率敏感性,动态加载时表现为正应变率敏感性。拉伸过程中,孪生诱发塑性是TWIP钢的主要变形机制,同时滑移也起到重要作用;动态加载下TWIP钢中形变孪晶的起始应变和孪晶体积分数均小于准静态加载过程;形变孪晶的生成以及孪晶相互作用导致的晶粒细化,使TWIP钢兼具高强度、高塑性及高动态吸能性能,在抗冲击、抗爆领域具有广泛的应用前景。     

机械合金化和SPS工艺制备超细晶高锰钢

用机械合金化和放电等离子烧结(SPS)工艺制备名义成分为Fe-18Mn-0.6C的高锰钢,对其组织及力学性能进行分析。结果表明:SPS烧结制备的Fe-18Mn-0.6C块体为平均晶粒尺寸为1μm的超细晶单一奥氏体合金钢,晶粒内部存在较多的层错及退火孪晶,还分布着大量的纳米级弥散颗粒。Fe-18Mn-0.6C块体硬度为475HV、抗拉强度为925 MPa,较多的孔隙缺陷导致块体致密度低,仅为96.27%。孔隙与晶粒内部大尺寸颗粒在拉应力作用下易萌生裂纹发生撕裂,造成沿晶脆断,塑性较差。850℃/1 h的热处理能显著改善块体韧性,伸长率由4%升至13%,以脆断为主、韧断为辅的混合断裂模式。     

含TRIP效应的Fe-18Mn-Si-C热轧TWIP钢的设计与研究

本文采用层错能估算和相图计算的方法,通过增C降Mn的成分优选,设计了Fe-18Mn-0.528Si-0.6C(质量分数,%)实验钢,研究表明,该钢种在室温拉伸变形时会发生γ→ε相变.借助OM,XRD和TEM对热轧实验钢板室温拉伸性能测试前后的组织进行了分析与研究,结果表明:经过1100℃开轧,850℃终轧后空冷的热轧钢板由于孪晶诱发塑性(TWIP)+相变诱发塑性(TRIP,γ→ε)双重效应的作用,实现了抗拉强度超过1 GPa,延伸率大于60%的优良性能,达到了第三代汽车用钢的要求;淬火ε马氏体和应力诱发ε马氏体的存在会导致力学性能下降.     

应变速率对低C高Mn TRIP/TWIP钢组织演变和力学行为的影响

研究了Fe-18Mn低C高Mn TRIP/TWIP钢在应变速率范围为1.67×10^-4-10³s^-1的室温拉伸实验过程中力学性能和组织的变化.在准静态拉伸应变速率范围内(1.67×10^-4-1.67×10^-1s^-1),应变速率对高Mn TRIP/TWIP钢的抗拉强度产生逆效应,随着应变速率的加快,抗拉强度和延伸率都降低;而在动态拉伸应变速率范围内(10¹-10³s^-1),应变速率对高Mn TRIP/TWIP钢的延伸率产生逆效应,抗拉强度和延伸率都随着应变速率的加快而增加;在应变速率为10³s^-1时,高Mn TRIP/TWIP钢抗拉强度可达到957 MPa,延伸率达到55.8%,具有较好的综合力学性能;随着应变速率的提高,马氏体转变量减少,孪生变形向多个方向发展.采用SEM,TEM和XRD等方法对变形前后的组织进行了分析,在所有应变速率范围内的拉伸变形过程中都产生了奥氏体向马氏体转变和形变孪晶,并且在应变速率为10³s^-1的高速拉伸过程中产生绝热温升效应,使得基体软化.     

亚稳β型TRIP/TWIP钛合金研究进展

综述了当前国内外学者关于具有相变诱发塑性/孪晶诱发塑性(transformation induced plasticity/twinning induced plasticity,TWIP/TRIP)效应的亚稳β型钛合金的研究进展。介绍了该类钛合金的设计方法。统计了近几年开发的TWIP/TRIP钛合金家族成员及其力学性能,归纳了合金在塑性变形过程中的变形产物及其形成机制,指出了该类钛合金在发展过程中遇到的一些问题。