本文關鍵詞：微合金化TWIP鋼組織性能研究

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【摘要】：近年來,汽車產業(yè)發(fā)展迅猛,拉動了對汽車用材料的需求。同時,安全性以及節(jié)能減排已經(jīng)成為汽車業(yè)的發(fā)展趨勢。TWIP(Twinning Induced Plasticity Steels)鋼具有優(yōu)異的力學性能,其延伸率能達到95%,強度達到1100MPa,這是由于變形過程中發(fā)生的孿生誘發(fā)塑性效應(Twining Induced Plasticity,TWIP效應)或馬氏體相變誘發(fā)塑性(Transformation induced plasticity,TRIP效應),在汽車行業(yè)具有很好地應用前景。盡管關于單一Nb、V和Ti元素對TWIP鋼的研究已有較多的成果,但對同時含有多種微合金元素TWIP鋼的變形機制的研究甚是少見。本文設計了不含Nb、V和Ti和含有Nb、V和Ti的兩種TWIP鋼,通過力學性能實驗,結合金相顯微鏡(OM)、X射線衍射(XRD)、掃描電鏡(SEM)等方法。探討Nb、V和Ti對TWIP鋼層錯能(SFE)、力學性能和顯微組織的影響。并對TWIP鋼中的TWIP效應機制和馬氏體相變方式進行較為系統(tǒng)的研究。主要結論如下:(1)計算Fe-Mn-Al-Si-C系TWIP鋼層錯能,分析并計算Nb、V和Ti對TWIP鋼層錯能的影響。其中,Nb、V和Ti同時加入可以提高TWIP鋼層錯能。(2)對不含Nb、V和Ti和含Nb、V和Ti兩種實驗鋼在室溫下進行拉伸實驗,分析比較實驗鋼力學性能和微觀組織的不同。發(fā)現(xiàn)含Nb、V和Ti實驗鋼的抗拉強度和伸長率均下降,但屈服強度升高,形變過程中發(fā)生TWIP效應;不含Nb、V和Ti的實驗鋼在形變階段出現(xiàn)TRIP效應。(3)對含Nb、V和Ti實驗鋼在室溫下進行靜態(tài)壓縮實驗,位錯運動貫穿始終。變形初始階段,位錯運動促進層錯的產生,進而促進形變孿晶的生成。繼續(xù)變形,大量的形變孿晶出現(xiàn),層錯逐漸模糊最后消失,晶粒被相互切割的不同孿晶系分割成更多的亞晶。變形后期,細小的亞晶抑制孿生過程,進而阻礙TWIP效應。
【關鍵詞】：微觀組織 層錯能 形變孿晶 力學性能 變形機制
【學位授予單位】：中北大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TG142.1
【目錄】：

• 摘要4-6
• Abstract6-11
• 1 緒論11-21
• 1.1 前言11-13
• 1.2 層錯能13-14
• 1.3 TWIP鋼組織性能的影響因素14-16
• 1.3.1 應變速率14
• 1.3.2 溫度14-15
• 1.3.3 熱加工工藝15
• 1.3.4 晶粒尺寸和晶粒取向15-16
• 1.4 強化機制16
• 1.5 微合金元素Nb、V和Ti對TWIP鋼組織性能影響16-19
• 1.5.1 對晶粒大小的影響16-17
• 1.5.2 Nb對TWIP鋼組織性能的影響17-18
• 1.5.3 V對TWIP鋼組織性能的影響18-19
• 1.5.4 Ti對TWIP鋼組織性能的影響19
• 1.6 選題意義和選題內容19-21
• 2 實驗材料與實驗方法21-24
• 2.1 實驗材料21
• 2.2 材料制備21-22
• 2.3 實驗方法22-24
• 2.3.1 力學實驗22
• 2.3.2 試樣分析22-24
• 3 層錯能計算24-33
• 3.1 前言24
• 3.2 合金成分設計24-25
• 3.3 層錯能25-32
• 3.3.1 層錯能概念及定義25-26
• 3.3.2 層錯能計算26-32
• 3.4 本章小結32-33
• 4 不同層錯能TWIP鋼的拉伸實驗33-47
• 4.1 前言33-34
• 4.2 實驗材料及實驗方法34-35
• 4.2.1 實驗材料34
• 4.2.2 實驗方法34-35
• 4.3 實驗結果35-42
• 4.3.1 材料的微觀組織35-36
• 4.3.2 材料的力學性能36-37
• 4.3.3 形變前后的組織演變37-42
• 4.4 討論與分析42-46
• 4.4.1 Nb、V和Ti的作用42-46
• 4.5 結論46-47
• 5 室溫壓縮變形下微合金化TWIP鋼的變形機制47-56
• 5.1 前言47-48
• 5.2 試樣物相分析和微觀組織分析48-53
• 5.2.1 試樣物相分析48-49
• 5.2.2 試樣微觀組織分析49-53
• 5.3 討論53-54
• 5.4 本章小結54-56
• 6 結論56-58
• 參考文獻58-68
• 研究生期間發(fā)表論文68-69
• 致謝69-70

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本文編號：844207