残留奥氏体的相变诱导塑性研究

研究了残留奥氏体对热轧高强度薄钢板力学性能的影响。结果指出,残留奥氏体的量与稳定性两者都对钢板的力学性能有影响,残留奥氏体量(γ_R)与钢板拉伸延伸率(δ)、强度-塑性匹配指数(σ_b×δ)成正比。残留奥氏体中碳的富集程度愈高,应变的稳定性也愈高,其相变诱导塑性(TRIP)也愈大。

相变诱导塑性钢生产现状与发展趋势

通过相变诱导塑性(transformation induced plasticity,TRIP)效应使钢板中残余奥氏体在塑性变形作用下发生马氏体相变,TRIP钢以其高强度、优异的成形性能成为近年来汽车用钢研究的热点。概述了相变诱导塑性(TRIP)钢的理论研究现状,讨论了其化学成分、微观组织形态、残余奥氏体含量等因素对材料性能的影响。介绍了国内外TRIP钢工业应用情况,并对TRIP钢的发展趋势做了展望。

基于相变诱导塑性Satoh试验的有限元模拟

通过将相变诱导塑性应变增量引入到总应变增量的分解式中,建立了温度-组织-应力耦合计算的有限元模型。在此基础上,以9Cr1Mo钢作为研究对象,对其Sa-toh试验进行了有限元模拟,对温度-组织-应力耦合计算以及传统的热弹塑性计算结果进行了对比分析。结果表明,无论在应力的演变上,还是在残余应力水平上,两种计算得到的结果均存在较大差异。由于忽略相变的影响,热弹塑性计算得到的结果无法反映在相变过程中所发生的应力"松弛"现象,与实际结果偏差较大。准确地对焊接应力应变进行预测,需要通过温度-组织-应力耦合考虑相变的影响。

600MPa级相变诱导塑性钢的动态力学性能

目的研究相变诱导塑性钢不同应变速率下的力学性能,尤其是动态力学性能。方法对600 MPa级相变诱导塑性钢进行了准静态至动态6种不同应变速率下的力学性能测试,并对各试样断口处残余奥氏体含量进行了测试比对。0.001~0.01 s^(-1)准静态测试在ZWICK Z050万能试验机上完成,0.1,1,10,100 s^(-1)动态测试在ZWICK HTM5020液压伺服高速拉伸试验机上完成。结果力学测试结果表明,TRIP600具有明显的应变速率效应。在较高速率下,随应变速率的升高材料屈服强度、抗拉强度及伸长率都有一定程度的提高。结论断口处残余奥氏体含量在较高速率下无明显差别,表明较动态条件下应变速率对残余奥氏体转变影响不明显。

冷却速率对含铌相变诱导塑性热轧钢板组织的影响

通过测定590 MPa级含0.2%Nb的0.12C-1.17Si-1.7Mn相变诱导塑性热轧钢板CCT曲线和临界冷却速率,研究了不同冷却速率对组织的影响。结果表明,该钢板CCT曲线的临界冷却速率为40℃/s,Ac1为690℃,Ac3为880℃,Ms为476℃;冷却速率为8℃/s时组织中出现贝氏体,冷却速率为40℃/s时出现马氏体,确定该钢种的临界冷却速率为40℃/s;添加Nb元素有利于扩大该钢热轧工艺技术窗口。

邯钢成功开发汽车用相变诱导塑性TRIP钢

日前,汽车用相变诱导塑性TRIP钢380/590在河钢集团邯钢公司西区炼钢厂开发成功。据悉开发过程中,生产工艺控制稳定、化学成分符合标准、铸坯质量完全合格。

邯钢成功冶炼汽车用相变诱导塑性钢TRIP

向780MPa及以上级别高强钢进军，河北钢铁集团邯钢公司成功冶炼汽车用相变诱导塑性钢TRIP。近日，河北钢铁集团邯钢公司西区炼钢厂成功试生产汽车用相变诱导塑性钢TRIP380／590，经检验，其化学成分符合标准、铸坯质量完全合格。该产品的成功冶炼，将进一步丰富优化邯钢汽车用钢产品结构，拉开了向780兆帕及以上级别高强钢进军的序幕。据悉，该产品轧制的车板与其他同级别的高强度钢相比，更具高强度、高延伸性能和高碰撞吸收性能，并能大幅减薄车身，降低油耗，

应力状态对相变诱导塑性辅助钢塑性的影响

分析了应力状态对CMnSi、CMnSi（Nb）和CMnAlSi相变诱导塑性（TRIP）辅助钢塑性的影响，拉伸形变过程中静态压力达到800MPa时可改变拉伸试样的应力状态，发现常规剪切应力影响显微组织的变化和应变过程中奥氏体体积分数的变化及断口形貌。CMnAlSiTRIP钢在没有静态压力断裂时有最大的延伸率和最小的当量应变，在提高静态压力时能更好改善塑性特性，明显观察到高的静态压力可提高奥氏体的稳定性，静态压力提高100MPa，则奥氏体的稳定性可使Ms减低20—25℃。观察到的结果用于新型钢板成形工艺还远远不够，如静态成形、结构部件冲击损毁时相变的程度，以避免成形过程中的完全马氏体转变。

0．19C-1．63Si-1．59Mn相变诱导塑性钢板流变过程中晶格参数变化的分析

用x射线衍射检测0．19C-1．63Si-1．59Mn相变诱导塑性（TRIP）钢板单轴、二轴和平面应变时的奥氏体和铁素体晶格参数，特别是在单轴拉伸变形后，根据衍射峰位置详述了奥氏体相中存在的堆垛层错，试验结果也指出了残余应力和成分的影响（通过奥氏体中低碳区域选择转变造成的平均碳含量变化），检测了铁素体基体中的压缩残余应力，发现在二轴拉伸和平面应变试验试样中随有效应变增大，压缩残余应力也增大，虽然与γ→α转变产生的体积膨胀和由于钢板厚度不同存在的组织梯度也相关，较软铁素体和较硬奥氏体（也可能为贝氏体或马氏体）之间应变的分配与铁素体中这些压缩残余应力有关。

河北钢铁成功冶炼出汽车用相变诱导塑性钢TRIP

据报道，近日，河北钢铁集团邯钢公司西区炼钢厂成功试生产汽车用相变诱导塑性钢TRIP380／590，经检验，其化学成分符合标准、铸坯质量完全合格。该产品的成功冶炼，将进一步丰富优化邯钢汽车用钢产品结构，拉开了向780MPa及以上级别高强钢进军的序幕。

硅基铝基相变诱导塑性钢焊接过程中显微组织的变化、夹杂物和元素分配分析

用光学和电子显微镜对硅基和铝基相变诱导塑性（TRIP）钢气体钨电弧（GTA）焊接中显微组织变化进行了研究，两个焊接熔合区含有复杂的夹杂物，对这些夹杂物能谱（EDS）分析表明，在硅基和铝基钢中夹杂物芯部分别含有硅和铝的氧化物，在夹杂物中的氧化物上发现有锰、硫和磷的富集，固溶区溶质的损耗和因此降低熔合区中奥氏体的稳定性。铝基钢焊接件比硅基钢焊接件由于凝固过程中铝的再分配使熔合线中含有较高数量的不定形铁素体，发现两种TRIP钢的热影响区（HAZs）和FZs中残余奥氏体（RA）含量的体积分数分别为8％和4％。

热机械加工工艺的形变制度对C-Si-Mn相变诱导塑性钢显微组织和机械性能的影响

用热扭转机械对热机械加工工艺进行了模拟，目的是开发一种能大众化理解的在再结晶和非再结晶奥氏体区中一些形变对0．2％C-1．55％Mn-1．5％Si相变诱导塑性（TRIP）钢显微组织变化和机械性能影响，形变制度影响多相TRIP钢显微组织（多边形铁素体、不同形貌的贝氏体、残余奥氏体和马氏体）的所有组成，在显微组织中存在的所有相的形貌和分布及残余奥氏体体积分数与TRIP钢机械性能间有复杂的关联，贝氏体形貌比显微组织细化对机械性能产生更大的影响，通过调整残余奥氏体体积分数比显微组织整体细化更能改善TRIP钢的机械性能。

考虑相变诱导塑性下40Cr激光淬火工艺参数显著性分析

定量化揭示激光淬火过程多场耦合瞬时演变规律,进而实现40Cr激光淬火工艺参数显著性分析。基于相图计算法(CALPHAD)计算温变物性参数,建立40Cr齿轮钢激光淬火数值模型,对瞬态温度、相变以及应力分布进行数值计算,揭示相变行为与塑性应力之间的耦合作用机理。通过Axio Vert.A1显微镜、扫描电子显微镜(SEM)、超景深3D显微镜和显微硬度仪进行分析。基于正交试验,分析了激光半径、激光功率、扫描速度对淬火质量的显著性影响。结果表明:影响最高温度和相变深度的显著工艺参数依次为光斑直径、扫描速度、激光功率;残余应力成“驼峰”分布,影响残余拉应力的显著工艺参数依次为光斑直径、激光功率、扫描速度。该研究为有效控制淬火残余应力,优化工艺参数提供重要理论依据。

相变诱导塑性钢高应变速率性能和失效行为分析

以TRIP590钢为研究对象,对静态和高应变速率下的力学性能进行测试,获取性能变化规律,并对应变速率相关本构模型进行拟合;采用剪切、中心孔拉伸、缺口拉伸、穿孔等5种试样来表征材料在拉伸、剪切及复合状态下的失效行为,并采用MMC断裂失效模型进行拟合;将材料模型应用于不同试样模型,开展断裂试验仿真,并与试验测试结果进行对比,以验证失效模型的精度;采用高速冲击折弯进行试验,验证模型的准确性。结果表明:TRIP590钢具有良好的延展性,断后伸长率可达35.5%,强塑积达到21.66 GPa%;具有较强的应变速率敏感性,随着应变速率的增加,其强度不断增加,而且材料的伸长率也不断提高;随着应变速率的提升,材料吸收的能量逐渐增加;设计的5种断裂失效测试试样可以表征材料的失效行为;应用MMC断裂失效模型仿真所得的断裂形貌与试验结果相符,关键参数仿真与试验测试结果的平均误差均小于5.5%;拟合获得材料本构模型用于冲击折弯的仿真结果与实测结果基本一致,误差控制在3%以内,可以较好地反应材料的力学特征。

相变诱导塑性汽车用钢的发展现状与趋势

论述了相变诱导塑性(TRIP)钢的发展现状及其在汽车工业上的应用,重点讨论了TRIP效应的机理及TRIP钢性能的影响因素。介绍了2种采用新型工艺(低温贝氏体转变和淬火-碳分配工艺)的TRIP钢,并且通过对TRIP钢研究的最新数据,对比了2种工艺下TRIP钢的高速拉伸性能;最后对汽车用TRIP钢的研究方向进行了展望。

贝氏体等温时间对超高强冷轧相变诱导塑性钢组织性能的影响

将C-Si-Mn钢加热至800℃保温120 s后,分别快速冷却至350℃保温100~1 000 s以模拟贝氏体等温转变工艺。通过扫描电镜（SEM）和拉伸测试的方法研究了贝氏体等温时间对超高强冷轧相变诱导塑性钢（TRIP钢）微观组织和力学性能的影响规律。结果表明,冷轧TRIP钢的微观组织由铁素体、贝氏体、马氏体和残余奥氏体组成。贝氏体和残余奥氏体形成于等温转变阶段,而马氏体形成于等温后的终冷阶段。随着贝氏体等温时间增加,促进了过冷奥氏体向贝氏体转变,固溶C原子充分向剩余奥氏体中富集。因此,过冷奥氏体中的平均碳含量增加,使得冷轧TRIP钢残余奥氏体分数提高,马氏体体积分数下降。贝氏体等温时间由100 s延长至1 000 s时,冷轧TRIP钢屈服强度由596 MPa提高至692 MPa,抗拉强度由1 455 MPa降低至1 138 MPa,屈强比由0.41提高至0.61,伸长率（A80）由6.3%提高至18.9%。贝氏体等温时间为1 000 s时,冷轧超高强TRIP钢具有优良的综合力学性能,最大强塑积达到21 510 MPa·%。

孪晶诱导塑性（TWIP）增强和相变诱导塑性（TRIP）增强对超高强度多相钢的影响

近年来，由于拥有优良的强韧性，高锰相变诱导塑性（TRIP）和孪晶诱导塑性（TWIP）钢成为了研究的热点。

间隙强化FeMnCoCr亚稳高熵合金及其低温/临氢服役性能研究进展

以马氏体/孪晶相变为主要变形机制的FeMnCoCr系亚稳高熵合金以其优异的综合力学性能,倍受结构材料研究领域的关注,在氢能储运、吸能保护和深空深海等领域极具应用潜力,尤其是深低温/临氢等复杂服役场景增多,复杂的场景对金属结构材料提出了更严苛的性能要求。非金属元素间隙/置换强化是进一步提升该体系力学性能的主要手段,马氏体相变诱导塑性变形机制和多种复杂界面结构为拓展其在低温/临氢环境服役带来可能。本文围绕显微组织、精细结构和力学性能的最新研究进展,首先概述了近年来FeMnCoCr亚稳高熵合金发展动态,然后总结了几类常用非金属元素间隙/置换亚稳高熵合金调控方法和强化机理,最后概括了FeMnCoCr系亚稳高熵合金在低温/临氢服役环境中的影响机制,并展望了FeMnCoCr系亚稳高熵合金未来的研究方向和发展趋势。

X65厚管线板控冷时的相变潜热及TRIP效应

通过开发线性混合热膨胀模型、使用Leblond相变诱导塑性(TRIP)模型和拓展Avrami相变动力学模型建立了热力耦合有限元模型,考虑了相变潜热、相变膨胀、TRIP效应、热膨胀等机制.用该模型分析了X65厚管线板从860℃至低温的非对称(上下表面层流冷却系数分别为3,1mW/mm2K)控冷过程,定量研究了相变潜热、TRIP效应对温度、残余应力的影响.结果表明:相变期间,潜热升温52.7℃,并减缓下表面和心部的温降分别为50%,25%;控冷终了,潜热提高板温44℃.潜热和TRIP效应分别产生峰值为±89MPa和130,-170MPa的残余拉、压应力,并通过迁移应力峰来影响残余应力值和分布状态.

X65管线厚板控制冷却时的相变效应

为明确相变效应对X65管线厚板控制冷却的影响,通过开发线性混合热膨胀模型、拓展Avrami相变动力学模型和应用Leblond模型建立了热力耦合有限元模型.用该模型研究了X65管线厚板在上下层流冷却系数分别为3和1 kW/(m2.K)的非对称控制冷却时,相变效应对温度、残余应力和应变的影响.结果表明:相变期间,潜热减缓心部和下表面的冷却速度达50%、25%;潜热和TRIP效应分别产生峰值为89、-89 MPa,并且130、-170 MPa的应力可减小整体残余应力;相变膨胀产生峰值为723、-479 MPa的组织应力决定了整体残余应力大小及分布.