耦合TRIP效应的TRIP型多相钢本构模型及其在冲压中的应用

提出了一个耦合TRIP(Transformation Induced Plasticity)效应和考虑材料各向异性的TRIP型多相钢的本构模型.TRIP效应通过与应力状态和塑性应变相关的马氏体动力学方程来描述.把所建立的TRIP钢本构模型在商业有限元软件中进行二次开发,对TRIP型多相钢的应力应变关系和成形性能进行了仿真计算,仿真结果与实验结果符合很好.由于TRIP效应减小了材料的弹性模量,因此在回弹仿真中考虑到弹性模量变化来提高回弹预测的精度,与传统的认为弹性模量在成形过程中保持不变的仿真结果相比,所建立的模型能够很好地说明TRIP钢回弹大的主要原因,为提高TRIP钢的成形性能和精度打下了理论基础.

残留奥氏体含量对20SiMn2MoV钢强韧性的影响

采用新型Q-P-T（淬火-碳分配-回火）工艺对20SiMn2MoV钢进行热处理，通过改变淬火介质温度（QT）和碳分配＋回火时间（PT＋TT），改变其组织，旨在提高钢的强韧性。利用扫描电镜（SEM）、X射线衍射仪（XRD）和力学性能测试等手段，研究了新型Q-P-T工艺对20SiMn2MoV钢、微观组织及其对力学性能的影响。结果表明，20SiMn2MoV钢经Q-P-T工艺处理获得了板条马氏体＋含量较多的残留奥氏体，残留奥氏体含量为8％～11％；试样拉断后，测量试样中残留奥氏体的体积分数变化，显示了残留奥氏体量明显减少。通过对比应力-应变曲线发现，在缩颈前试样曲线斜率发生了明显变化．因此，20SiMn2MoV钢在拉伸过程中表现出明显的相变诱发塑性（TRIP）效应；淬火介质温度为110℃，碳分配90s时。钢的抗拉强度为1331MPa，伸长率达23．0％，强塑积为30613MPa％，具有优良的强韧性匹配．强韧性得到提高。

高锰合金钢的SME、TRIP、TWIP效应

由于锰的价格低廉以及在材料中的重要作用而成为钢铁工业常用的合金元素。锰含量高时，可使Fe-Mn合金形成的奥氏体在较低温度下存在。加入Si、Al元素可对合金中奥氏体的稳定性产生不同程度的影响，从而使材料在承受外界载荷时呈现出不同的反应。研究表明：Si可降低奥氏体层错能，有利于A→ε-M相变，从而使合金易产生形状记忆效应。加大变形量，由于大量的奥氏体转变为α＇-M时体积膨胀，在使材料伸长率提高的同时，强度也得到提高（相变诱发塑性效应），因此可用作高性能结构件。Al和Mn是提高奥氏体层错能的合金元素。对于Al、Mn含量高的钢，在外力作用下则可通过孪生诱发塑性变形产生孪晶诱发塑性效应，因而材料在具有较高强度的前提下，还具有60％～80％的伸长率。

超高碳钢超级贝氏体转变及组织与性能

研究了碳含量1.26wt%的超高碳钢在等温淬火后的组织及其对拉伸力学性能的影响。结果表明,超高碳钢的等温淬火组织为超级贝氏体(superbainite)+残留碳化物的复相组织。超级贝氏体的形成是因为超高碳钢中的高碳成分及铝元素的添加。由于原奥氏体晶粒细化,超级贝氏体的形核率增加,长大路径缩短,使转变速率加快。形貌观察表明,贝氏体铁素体片和残留奥氏体薄膜的厚度只随着等温温度的降低而减小;奥氏体化温度对贝氏体铁素体片厚度没有影响,但超级贝氏体组织的尺寸会随奥氏体化温度提高而增加。拉伸试验结果表明,随着等温时间的延长,抗拉强度逐渐升高,但断后伸长率却先增加后减小;等温温度或奥氏体化温度升高均会引起抗拉强度降低,但伸长率增加。

临界热处理对低合金TRIP钢组织与力学性能的影响

研究了临界热处理工艺对基于奥氏体逆相变原理设计的Fe-0.1C-2.5Mn-0.6Ni低合金TRIP钢组织与力学性能的影响。结果表明:试验钢经两相区临界退火仅能获得少量的残留奥氏体,且残留奥氏体含量随着退火温度的升高呈现先增加后降低的趋势,740℃退火后钢中的残留奥氏体含量最高。试验钢临界退火后在高温回火处理过程中马氏体会通过逆相变转变成奥氏体,使得钢中的残留奥氏体含量大幅提高。680℃回火后,试验钢中的残留奥氏体含量达到最大值10.4%,钢的塑性和韧性由于相变诱发塑性(TRIP)效应而显著提高。与传统TRIP钢相比,本文研究的TRIP钢更适合于厚板材、厚壁管材的生产制造。

冷轧及退火制备的超细晶粒双相Mn12Ni2MoTi(Al)钢

采用XRD，SEM，TEM，硬度测试和拉伸实验研究了冷轧Mn12Ni2MoTi（Al）钢经不同工艺退火后的显微组织及力学性能．结果表明，马氏体Mn12Ni2MoTi（Al）钢经65％冷轧及710-745℃退火处理后转变成主要由奥氏体晶粒和铁索体晶粒组成的亚微米级超细晶粒双相组织，并且弥散分布着第二相析出物颗粒；在退火中形成的富Ti，Mo及Si的第二相颗粒阻碍了超细再结晶晶粒的粗化，从而提高了钢的屈服强度和热稳定性；经710℃，24h长时间退火后，超细晶粒双相钢的平均晶粒尺寸仍然小于500nm,超细晶粒双相钢延伸率随室温奥氏体体积分数增加而增加，室温奥氏体体积分数随退火温度升高或退火时间延长先增加后降低，且在745℃，0．5h退火时达到最大值．超细晶粒钢的屈服强度和总延伸率可达到900MPa和23％以上，比同种材料淬火马氏体钢提高了约一倍．