本研究利用普通碳素鋼（0.17%-0.97%C）,通過熱處理或熱機械處理工藝制備了多種類型的鐵素體/滲碳體復相組織,使用掃描電鏡（SEM）、透射電鏡（TEM）和原位高能X射線（In-situ HEXRD）等手段分析了鐵素體/滲碳體復相鋼的宏觀力學性能與組織參數(shù)間的統(tǒng)計規(guī)律、塑性變形過程中的位錯亞結構演變及兩相（鐵素體和滲碳體）間的應力/應變配分。在此基礎上提出了組織狀態(tài)影響超細晶或細晶鐵素體（α）+滲碳體粒子（θ）復相鋼力學行為的微觀機制,建立了具有物理冶金意義的屈服強度模型和均勻塑性變形階段應力-應變模型。結果表明：超細晶或細晶（α+θ）復相鋼的屈服強度不僅與鐵素體晶粒尺寸有關,還與滲碳體粒子的狀態(tài)（尺寸、分布和體積分數(shù)）有關,對于中高碳超細晶或細晶（α+θ）復相鋼而言,滲碳體粒子狀態(tài)對屈服強度的影響尤為明顯。減小鐵素體晶粒尺寸、增大滲碳體粒子體積分數(shù)和減小滲碳體粒子尺寸均可以提高超細晶或細晶（α+θ）復相鋼的屈服強度。不同位置的滲碳體粒子在屈服過程中的作用也有所不同。其中,晶界滲碳體粒子占據(jù)了鐵素體晶界的部分面積,導致其鐵素體晶界對屈服強度的貢獻比相同晶粒尺寸的單相多晶鐵素體有所減... 

【文章來源】：北京科技大學北京市 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：162 頁

【學位級別】：博士

【文章目錄】：
致謝
摘要
Abstract
1 引言
2 文獻綜述
    2.1 片層珠光體的力學行為
        2.1.1 片層珠光體的屈服行為
        2.1.2 片層珠光體的斷裂行為
        2.1.3 片層珠光體在冷拔過程中的組織演變
    2.2 球化珠光體的力學行為
        2.2.1 球化珠光體的強度與顯微組織的關系
        2.2.2 球化珠光體的加工硬化行為
        2.2.3 球化珠光體的斷裂行為
    2.3 單相超細晶材料的力學行為
    2.4 超細晶(α+θ)復相鋼的力學行為
        2.4.1 超細晶(α+θ)復相鋼的力學行為與含碳量的關系
        2.4.2 超細晶(α+θ)復相鋼的屈服強度與顯微組織的關系
        2.4.3 超細晶(α+θ)復相鋼的加工硬化行為與顯微組織的關系
        2.4.4 超細晶(α+θ)復相鋼的延伸率與顯微組織的關系
    2.5 加工硬化階段的應力-應變模型
        2.5.1 Hollomon公式
        2.5.2 幾何必需位錯模型
        2.5.3 修正Kocks-Mecking模型
        2.5.4 Kocks-Mecking模型或Voce公式
        2.5.5 混合模型
    2.6 課題研究的目標及創(chuàng)新點
        2.6.1 研究目標
        2.6.2 創(chuàng)新點
3 實驗材料及方法
    3.1 實驗材料
    3.2 熱軋和冷軋實驗
    3.3 熱模擬實驗
    3.4 顯微組織觀察
    3.5 位錯形貌觀察
    3.6 力學性能測試
    3.7 同步輻射測試
4 鐵素體/滲碳體復相鋼的宏觀力學行為
    4.1 單相多晶鐵素體和細晶(α+θ)復相組織的宏觀力學行為
    4.2 超細晶或細晶(α+θ)復相組織的宏觀力學行為
    4.3 片層珠光體的宏觀力學行為
    4.4 制備綜合力學性能較好的鐵素體/滲碳體粒子復相組織
    4.5 不同組織鐵素體/滲碳體復相鋼的Hollomon分析
    4.6 小結
5 超細晶或細晶(α+θ)復相鋼的屈服強度與顯微組織的關系
    5.1 超細晶或細晶(α+θ)復相鋼的顯微組織
    5.2 Hall-Petch關系
    5.3 屈服的微觀過程
    5.4 關系式的建立
    5.5 小結
6 鐵素體/滲碳體復相鋼在加工硬化階段的微觀組織演變
    6.1 不同組織鐵素體/滲碳體復相鋼的位錯亞結構演變
        6.1.1 單相多晶鐵素體(純鐵)的位錯亞結構演變
        6.1.2 細晶(α+θ)復相鋼的位錯亞結構演變
        6.1.3 超細晶(α+θ)復相鋼的位錯亞結構演變
        6.1.4 珠光體鋼的位錯亞結構演變
    6.2 超細晶或細晶(α+θ)復相鋼的位錯密度及亞晶塊尺寸演變
        6.2.1 位錯密度和亞晶塊尺寸的估算方法簡介
        6.2.2 超細晶或細晶(α+θ)復相鋼的位錯密度及亞晶塊尺寸演變
    6.3 小結
7 組織狀態(tài)對鐵素體/滲碳體復相鋼的失穩(wěn)和力學性能的影響
    7.1 鐵素體/滲碳體復相鋼的失穩(wěn)過程
    7.2 顯微組織對均勻延伸率的影響
    7.3 均勻延伸率和抗拉強度與組織參數(shù)的統(tǒng)計關系
    7.4 小結
8 超細晶或細晶(α+θ)復相鋼的微觀應力/應變配分
    8.1 顯微組織及力學性能
    8.2 衍射峰的演變
    8.3 塑性變形過程中的應力/應變演變
    8.4 滲碳體衍射峰的寬化
    8.5 顯微組織對鐵素體和滲碳體應力/應變的影響
        8.5.1 顯微組織對鐵素體應力/應變演變的影響
        8.5.2 顯微組織對滲碳體應力/應變演變的影響
    8.6 鐵素體和滲碳體應力對宏觀應力的影響
    8.7 小結
9 超細晶或細晶(α+θ)復相鋼的應力-應變模型構建
    9.1 加工硬化階段的模型分析
    9.2 應力-應變模型的構建及分析
        9.2.1 模型的建立
        9.2.2 微觀力學行為預測
        9.2.3 加工硬化行為
    9.3 模型參數(shù)與顯微組織的關系
        9.3.1 絕熱硬化常數(shù)
        9.3.2 位錯湮滅速率常數(shù)
    9.4 顯微組織對力學性能的影響
        9.4.1 抗拉強度
        9.4.2 均勻延伸率
    9.5 小結
10 總結
參考文獻
附錄A Voce公式的推導
附錄B 修正系數(shù)的推導
作者簡歷及在學研究成果
學位論文數(shù)據(jù)集


【參考文獻】：
期刊論文
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本文編號：3197648