大变形轧制超细晶TWIP钢的组织及性能研究

通过大变形异步-同步轧制及随后600℃和700℃退火处理,成功制备了超细晶高锰TWIP钢,并研究了退火处理对大变形TWIP钢的组织和性能的影响.研究结果表明:经96%异步-同步大变形轧制后,材料组织显著细化,抗拉强度从621 MPa大幅提升至2 050 MPa;经过600℃退火后,大变形轧制TWIP钢的组织基本完成了再结晶,材料的平均晶粒尺寸约为500 nm,抗拉强度1 079 MPa,延伸率达到了29%;而经过700℃退火后,大变形TWIP钢的组织发生了完全再结晶,平均晶粒尺寸约为600 nm,抗拉强度达到了1 101 MPa,延伸率达到了54%.退火后的组织中存在大量的层错、位错胞等亚结构.相对于大变形轧制态和600℃退火态,700℃退火态的超细晶TWIP钢的优异的综合力学性能,主要源于孪晶诱发塑性变形机制及合金较低的层错能.

大变形异步-同步轧制超细晶TWIP钢的组织及变形性行为

通过大变形异步-同步轧制及随后的退火处理,成功制备了超细晶高锰TWIP钢,并详细研究了不同退火温度对大变形TWIP钢的组织和性能的影响机理,结果表明:大变形轧制材料经700℃退火后,组织发生完全再结晶,获得了稳定的晶粒尺寸小于600nm的超细晶TWIP钢。经大变形轧制TWIP钢的抗拉强度从677MPa提高到了1591MPa,随着退火温度的升高,材料的强度降低,塑性增加;大变形纳米组织TWIP钢在600℃退火后,组织为部分再结晶状态,屈服强度、抗拉强度和延伸率分别达到了980MPa、1126MPa和32.6%。退火处理后的超细晶TWIP钢呈现出较高的应变硬化能力。优异的综合力学性能主要归因于大变形轧制后的纳米组织的部分回复再结晶和高锰TWIP钢相对较低的层错能。

退火对大变形异步-同步复合轧制超细晶TWIP钢组织与性能的影响

研究了不同退火温度对大变形异步与同步复合冷轧制TWIP钢(Fe-0.5C-18.6Mn-1.5Al-0.5Si)的组织和性能的影响,结果表明:经96%大变形轧制后的材料组织明显细化,抗拉强度从593 MPa提升至2021 MPa;在500℃以下退火,大变形轧制超细晶TWIP钢未发生再结晶;在500~600℃发生部分再结晶;在600℃以上则发生完全再结晶。随着退火温度升高,材料强度降低,但塑性增加,大变形异步-同步轧制后经700℃退火获得了平均晶粒尺寸600 nm的超细晶TWIP钢,并表现出优秀的综合力学性能,其强度、塑性分别达到1114 MPa、59.4%。此外,制备的TWIP钢在500℃~600℃退火时,奥氏体基体中生成了大量细小弥散的硬质DO3结构的(Fe,Mn)3(Al,Si)型金属间化合物,显著提高了材料强度。