动载荷下Mn13Cr2Mo高锰耐磨铸钢形变硬化行为

采用分离式Hopkinson压杆(SHPB)的测试方法对不同冲击载荷下典型高锰铸钢Mn13Cr2Mo的形变硬化行为进行了系统研究。结果表明,随着气缸压强由0.2MPa增加至0.8MPa,Mn13Cr2Mo铸钢形变硬化过程可近似分解为线性硬化、非线性硬化两阶段;当压强为0.2 MPa时,线性硬化维持至约107 MPa时开始向非线性硬化阶段转变。当压强由0.4 MPa增加至0.6 MPa时,线性硬化向非线性硬化阶段转变的临界强度由123 MPa增加至356 MPa;在非线性硬化阶段,当压强高于0.4 MPa时高锰钢的应变硬化率明显提高。综合考虑线性硬化向非线性硬化的转变强度以及高锰钢的加工硬化速率,当气缸压强高于0.6 MPa时,由线性硬化向非线性硬化阶段转变的临界强度达到约356 MPa。材料在非线性硬化阶段的应变硬化率较高,此时试验用Mn13Cr2Mo高锰耐磨铸钢形变硬化能力被充分激发。

X70抗大变形管线钢管的组织结构和形变硬化性能分析

采用金相和电子背散射衍射分析、准静态拉伸及数值模拟方法,研究了X70抗大变形管线钢管的组织结构、形变硬化性能及其可采用的表征方法.结果表明:X70抗大变形管线钢在整个塑性应变区域内不符合Hollomon公式,不具有确定的形变硬化指数n;在管线钢塑性变形的起始阶段n较大,但随着应变增大n快速减小;当总应变达到2.0%之后,形变硬化能力趋于稳定.工程应用中利用Rt1.5/Rt0.5、Rt2.0/Rt1.0和Rt5.0/Rt1.0三个应力比可以较好地描述抗大变形管线钢的形变硬化性能.当Rt1.5/Rt0.5≥1.070、Rt2.0/Rt1.0≥1.025、Rt5.0/Rt1.0≥1.050时,可使钢管压缩侧2倍管径长度上的平均压缩应变大于1.3%.

形变硬化指数与强度的关系

从硬化指数的定义出发导出了形变硬化指数n与强度参量之间的关系为n=A(1-σ_Ⅰ/σ_Ⅱ)+B,σ_Ⅰ和σ_Ⅱ为真应力应变曲线上一直线段两端点的应力,A和B为常数.它适用于单一n值情况,双n特性,单调加载和循环应力应变曲线.对均匀变形阶段,又导出了n和屈强比的关系,即n=1-(σ_8/σ_b)^(1/2),该式没有任何待定常数和经验常数,和测量值相比,90%以上的数据的绝对误差在±0.03以内.它表示了材料的均匀变形能力和使强度从σ_s上升到σ_b的速率,揭示了金属材料强度和塑性之间的本质联系,在理论和实际应用上都有重要意义.

亚稳态奥氏体钢的形变硬化

研究了亚稳态奥氏体不锈钢的形变硬化 ,结果表明 :低温下由于产生应变诱发马氏体相变 ,其拉伸曲线硬化阶段呈现 S形 ,硬化指数 n为非恒定值 ,硬化率与硬化指数 n随应变量的增加表现为抛物线型。

6061铝合金热轧厚板的形变硬化特性

采用光学显微镜、扫描电镜、能谱仪和拉伸试验机等研究了6061-T6铝合金热轧厚板的显微组织及与轧制方向成0°,45°,90°方向的拉伸性能,并重点研究了合金的形变硬化特性。结果表明:6061-T6热轧厚板的晶粒沿热轧方向被拉长,脱溶平衡相(Mg2Si)和金属间化合物保留了轧制态特征;不同方向拉伸试样的拉伸性能和应变硬化指数存在取向性差异,但差异不大;不同方向拉伸试样的硬化曲线均呈幂乘抛物线形,存在取向性差异,在均匀塑性变形过程中形变硬化能力随着应变的增加而增大。

结构钢纤维状多相复合组织的形变硬化指数

对结构钢中获得的纤维状马氏体＋贝氏体＋铁素体＋奥氏体多相复合组织的形变硬化指数及其与显微组织的关系进行了研究。采用Ｈｏｌｏｍｏｎ方程对应力－应变曲线进行拟合，求得ｎ值。在均匀变形阶段，该复合组织具有高的形变硬化指数，有二个ｎ值，ｎ１＞ｎ２值，其中ｎ２值与最大均匀应变εｕ，抗拉强度σｂ有明显的对应关系。随等温温度降低，ｎ２值增加εｕ，σｂ随之提高。ｎ１值主要受控于铁素体条的强化状况，ｎ２值与各相形变的协调性，奥氏体量及其机械稳定性有关。ｎ２值与εｕ值接近。经低温回火后，ｎ１，ｎ２值均减小，εｕ，σｂ也明显下降。

铝－锂单晶体的形变硬化行为

研究不同时效状态的二元Ａｌ－Ｌｉ单晶体不同温度的变形行为，结果表明：固溶态和欠时效态在温度不超过２９３Ｋ的反常流变行为，是由Ｌｉ原子的动态应变时效作用引起的；而温度高于２９３Ｋ，Ｋ－Ｗ锁等决定了欠时效态的形变硬化行为；过时效态的临界分切应力及形变硬化率，随温度的变化可能与Ｏｒｏｗａｎ机制和Ａｌ３Ｌｉ粒子被位错环切割有关。

拉伸曲线及形变硬化指数在塑性加工中的应用与探讨

本文从探讨影响材料加工性能的因素出发,论述了塑性材料在轴向拉伸条件下变形过程的力学行为,阐明了应变硬化、最大均匀真塑性应变、应变硬化指数的相互关系。通过真应力真应变曲线确定应变硬化指数,明确其数值与材料拉伸变形时的最大均匀应变相等,是衡量材料塑性均匀变形能力的力学指标。

高锰奥氏体钢形变硬化特性的计算机辅助测定

采用计算机辅助采样及数据处理的方法,分析研究了三种高锰奥氏体钢的真实应力应变曲线,分别采用Hollomon和Ludwigson公式测定了其应变硬化指数。结果表明,采用Hollomon公式测定应变硬化指数为保证数据准确,应按照几何级数选取应变点;室温下,高锰奥氏体钢均匀变形阶段的真实应力应变曲线满足Ludwigson经验公式。

温度与晶粒尺寸对Ni_3Al基合金形变硬化率的影响

研究了温度与晶粒尺寸对金属间化合物Ni_3Al形变硬化率的影响。结果发现,在一定塑变下Ni_3Al合金的形变硬化率随晶粒尺寸的增加而降低,在200～400℃左右其形变硬化率出现峰值。分析表明,形变硬化率峰值温度的出现是由于随温度的升高在Ni_3Al合金中的{111}滑移面上超位错的可动性降低,而合金中的动态回复作用增加在弥散7相强化的Ni_3Al基合金中,由于弥散7相阻止了动态回复,进一步降低了超位错的可动性,使得Ni_3Al基合金形变硬化率的峰值温度升高。另外发现,晶粒尺寸越大,Ni_3Al金属间化合物屈服强度的反常温度效应越明显。

高钢级管线钢形变硬化行为及其影响因素分析

选取具有单相和双相组织特征的X80、X90直缝管,结合微观因素分析了高钢级管线钢及钢管不同方向的形变硬化行为特征。研究发现贝氏体+铁素体组织的双相钢比单相贝氏体组织的管线钢具有更好的塑性变形能力;此外,与单相组织管线钢管圆屋顶型应力应变曲线不同,双相组织管线钢管的横向应力应变曲线出现了明显的屈服平台,导致二者形变硬化指数变化规律存在差异。双相组织中含有一定比例低位错密度铁素体及制造过程环向应变引起的应变时效是产生该现象的主要原因。

软马氏体不锈钢形变硬化指数探讨

形变硬化是金属具有的一种优异性能。形变硬化是形变中位错运动阻力随着形变量的增加而加大的结果。目前人们对它的了解还是不够的,有关形变硬化的理论还在发展中。本文概述形变硬化指数的意义及测定,并以典型的软马氏体不锈钢0Cr13Ni4Mo为例,深化材料的拉伸特性研究,探讨形变硬化指数n值与其他性能指标的关系以及热处理状态(工艺)对其影响的规律。

0Cr13Ni4Mo马氏体不锈钢形变硬化指数探讨

本文概述了形变硬化指数n的测定。探讨了OCr13Ni4Mo马氏体不锈钢形变硬化指数n值与其它性能的关系。

激光送丝熔覆高锰钢涂层的显微组织及超声滚压硬化机理

为了维持高锰钢部件优异的形变硬化能力,提出了高锰钢涂层的激光送丝熔覆技术。使用激光送丝熔覆技术在Mn13钢板上制备了高锰钢涂层,并通过超声滚压技术对熔覆层表面进行形变硬化处理。分析了超声滚压前后高锰钢熔覆层的显微组织、相组成和力学性能,揭示了高锰钢熔覆层的超声滚压硬化机理。研究结果表明,激光送丝熔覆高锰钢涂层的显微组织为枝晶结构,且在枝晶间存在Mn、C元素的成分偏析;超声滚压过程中未出现相变,超声滚压后涂层的硬度、耐磨性均大幅提高;初始高锰钢涂层内部存在的C、Mn的枝晶偏析、位错和孪晶在超声滚压过程中严重阻碍了位错的运动,从而增大了位错的密度;由于高锰钢的孪晶诱导塑性变形效应,超声滚压后涂层内部会产生大量的形变孪晶,形变孪晶之间的相互作用进一步增强了高锰钢熔覆层的形变硬化能力。激光送丝熔覆为大型高锰钢部件表面的高性能修复提供了技术基础。

Fe-26Mn-7Al-1.3C耐磨钢水韧处理的组织性能及形变硬化

研究了1000、1050和1100℃水韧处理后Fe-26Mn-7Al-1.3C耐磨钢的力学性能和微观组织,分析其变形过程中的形变硬化行为,研究其微观变形机理。结果表明,水韧处理有利于组织中的κ系碳化物细化固溶,得到均匀的单相奥氏体组织,提高钢的强度和韧性。1050℃水韧处理后试验钢的综合力学性能最佳,其抗拉强度为723.9 MPa,规定塑性延伸强度为395.5 MPa,断后伸长率为48.8%,冲击吸收能量(V型缺口)为263.9 J。连续的形变硬化行为使得试验钢获得高强度与塑性的良好匹配;变形后奥氏体中可观察到泰勒晶格、高密度位错墙及微带结构,符合平面滑移特征。

X90直缝埋弧焊管的形变硬化性能

采用拉伸试验、扫描电子显微镜研究了单相、双相X90直缝埋弧焊管横向、纵向拉伸形变硬化性能。结果表明,双相X90管线钢横向拉伸形变硬化指数并未呈现普通管线钢形变硬化指数随应变增加而降低的规律,而是在塑性变形初始阶段形变硬化指数较低,之后缓慢上升至稳定值。双相X90管线钢横向拉伸工程应力-应变曲线为Luders伸长型,即存在明显屈服平台,是其形变硬化性能不同于其它管线钢的主要原因。双相X90管线钢中铁素体作为软相和贝氏体作为硬相的组织特征及制管过程后的应变时效是其拉伸过程中出现屈服平台的重要影响因素。

低珠光体型石油管道用X70（X65）钢在形变热处理硬化期间的奥氏体相变和贝氏体组织形成动力学研究

研究了石油管道用XT0（X65）（API5LGrX-60，API5LGrX-70）钢板在控制轧制和形变热处理硬化期间的奥氏体相变和贝氏体组织形成的动力学。基于3600轧制生产线，根据成品组织所需的贝氏体组织含量确定了低珠光体钢的冷却速率以及Mo含量。

辙叉用贝氏体钢的形变组织和性能研究

研究了在不同形变量下,铁路辙叉用贝氏体钢的形变组织和性能变化规律。结果表明,贝氏体钢随形变量的增加,其硬度明显提高,增加值高达170 HV。在塑形变形过程后,贝氏体等轴晶逐渐沿着与压缩垂直的方向被压扁、拉长,晶界逐渐消失,贝氏体组织逐渐碎化。贝氏体钢中的组织主要为铁素体和奥氏体,部分残余奥氏体在塑性变形过程中向马氏体转变。贝氏体铁素体板条随形变量的增加逐渐变窄甚至弯曲断裂,位错增值并相互缠结,产生位错林、位错胞,固定钉扎位错阻碍位错运动,增大辙叉贝氏体钢的变形抗力,产生明显的加工硬化效果。

高锰钢加工硬化机理研究

简要介绍了关于高锰钢加工硬化机理的几个假说:形变马氏体硬化假说、孪晶硬化假说、高位错密度硬化假说、动态应变时效硬化假说、综合作用硬化假说、Fe-Mn-C原子团硬化假说。我们通过SEM、TEM、EDAX、穆斯堡尔谱实验、电子探针等方法对高锰钢进行研究分析后认为上述几种机理在不同条件下都对高锰钢加工硬化起不同程度的作用,我们也发现随高锰钢中的锰、碳含量的增加高锰钢表现出更好的加工硬化能力,我们认为是由于对高锰钢加工硬化起主要作用的Fe-Mn-C原子团而引起的。