轧制退火工艺对高碳含量孪晶诱发塑性钢拉伸变形行为的影响

以Fe-18Mn-1.0C高碳含量TWIP钢为研究对象,利用单向拉伸试验、光学显微镜和扫描电子显微镜研究了冷轧压下量和退火温度对高碳TWIP钢拉伸变形行为的影响。结果表明,随着压下量的增加,试验钢中产生大量变形组织,在轧制变形组织作用下,Fe-18Mn-1.0C钢的屈服强度及抗拉强度显著提高但塑性降低;冷轧高碳TWIP钢拉伸过程中产生动态应变时效(DSA)现象,随着压下量的增加,锯齿幅度减弱,锯齿数量减少,DSA现象减弱;对冷轧40%试样进行不同温度的退火处理,发现随退火温度的升高,试样屈服强度降低,当退火温度超过400℃时,抗拉强度明显下降,伸长率出现先增加后降低的现象;对于高碳TWIP钢,当退火温度超过400℃时,碳化物快速析出是其抗拉强度及伸长率降低的主要原因。

孪生诱发塑性钢大变形试样制备试验参数设计

为了探究孪生诱发塑性(TWIP)钢在弯曲等大变形下的微观组织变化,需要制备给定大变形材料试样,然而在实际试验中很难精准确定合适的力学性能试验参数。针对四点弯作用下的TWIP钢试样制备条件,分别基于弹性模型、Ramberg模型和Chaboche模型,采用有限元仿真模拟了试样在不同位移条件下的变形过程,获得了与给定大变形相匹配的试验参数。基于得到的试验参数开展了24次试验,结果表明试件实际变形与仿真计算结果具有较好的一致性。基于Chaboche模型的有限元仿真能够有效获取材料大变形试验的力学参数,而合适的材料参数是决定仿真结果精确性的关键因素。

基于正交试验的磁控溅射铝涂层对孪晶诱发塑性钢耐蚀性的影响

目的利用磁控溅射技术在孪晶诱发塑性钢板表面沉积铝涂层,借助L9(3^(3))正交试验设计表研究热丝电流、靶电流和基体偏压3个工艺参数对铝涂层相结构、微观形貌以及耐蚀性能的影响。方法利用XRD和SEM研究铝涂层的微观结构。利用电化学工作站和盐雾试验箱测试并分析铝涂层的耐蚀性能。通过极差分析得到热丝电流、靶电流和基体偏压所对应的极差值(R值)。结果引入热丝后,基体偏流密度从0.02 mA/cm^(2)提升至0.72 mA/cm^(2),提高了1个数量级;靶电流与基体偏压的影响不明显。涂层厚度随靶电流的增加而增大,靶电流由3 A增至9 A的过程中,涂层厚度由0.67μm增加至3.16μm。择优取向在热丝电流与基体偏压的共同作用下由(200)向(111)转变,这反映了晶体内部应力增大。铝涂层均为典型的再结晶形貌。在热丝电流从0 A增大到20 A的过程中,自腐蚀电位由-969 V增大至-656 V,靶电流和基体偏压的影响较小。自腐蚀电流密度随靶电流的增加而增大,当靶电流从3A增至9A时,其数值由1.15×10^(-7)A/cm^(2)增大为3.04×10^(-7)A/cm^(2);自腐蚀电流密度随热丝电流和靶电流呈现先增后减的趋势。腐蚀面积与热丝电流成正相关,热丝电流越大,腐蚀面积越大(5.03%~12.21%);腐蚀面积与靶电流成负相关,靶电流越大,腐蚀面积越小(10.62%~6.51%)。结论热丝电流主要影响涂层的致密度,热丝电流越大,涂层越致密,自腐蚀电位越高。靶电流主要影响涂层厚度,涂层越厚越耐蚀,同时也变得疏松,点蚀增多。基体偏压对于铝涂层的耐蚀性影响不大。

利用热浸铝结合扩散热处理改善孪生诱发塑性(TWIP)钢的耐蚀性

利用热浸铝结合扩散热处理在孪生诱发塑性(TWIP)钢表面制备了Fe-Al化合物涂层,并对涂层的组织及浸铝合金的耐蚀性进行了研究。结果表明,初始热浸铝试样过渡层包括棒状的Fe-Al化合物区和少量Fe-Al化合物与Fe-Mn-Al-Si基体共存区。随扩散热处理温度的升高,合金扩散层厚度快速增大,涂层组织逐渐由富铝相向富铁相转变,1050℃时,由Fe_(2)Al_(5)和FeAl_(3)相全部转变为Fe_(3)Al相。电化学试验表明,TWIP钢经热浸铝及1050℃扩散处理后耐蚀性明显增强,腐蚀电位从-0.849V增加到-0.625V,腐蚀电流则从26.1μA/cm^(2)降低到2.70μA/cm^(2)。这主要是由于扩散层中的铝含量较高,在NaCl溶液浸泡时,表面易形成致密的Al2O3钝化膜,能够有效降低初始阶段阴极电流密度,同时Fe3Al化合物涂层也具有更高的耐蚀性能。

激光焊接650MPa相变诱发塑性钢的组织与性能

采用固体Nd:YAG激光器焊接拉伸强度级别为650MPa、厚度为1.2mm的相变诱发塑性钢(TRIP)薄板,利用光学显微镜和电子显微镜研究了其不同焊接速度下对接焊缝的形貌和组织特点。测试了接头的硬度和抗拉强度,借助杯凸试验对比研究了激光焊接接头和母材的成形能力,并分析了焊接速度对接头组织、性能的影响。研究表明:TRIP钢的相组成主要是大量铁素体、贝氏体和少量的残余奥氏体;激光焊缝金属则主要由马氏体构成。焊缝金属或焊接热影响区的近缝区具有最高的硬度。焊缝金属的屈服强度和抗拉强度在垂直于焊缝方向与母材基本相同,但在平行于焊缝方向明显高于母材。与母材相比,激光焊接TRIP钢薄板的冲压成型能力明显下降。

弹塑性钢阻尼元件在桥梁减震中的应用

介绍了弹塑性钢阻尼元件(阻尼器)的性能特点、作用及其在桥梁减震中的应用情况和减震效果,并列举了一些典型应用案例。为桥梁减震提供了一些有益的实现方法和思路。

低碳相变诱发塑性钢的综合性能

对抗拉强度600 MPa级的低碳相变诱发塑性钢(TRIP钢)进行了拉伸、成形、高速冲击拉伸和激光焊接试验。对焊接前后的综合性能进行了对比,并对其金相组织、显微硬度进行了观察和测试分析。与原始板材相比,激光焊接后,低碳TRIP钢的强度和硬度增加,而伸长率略有下降;焊接热影响区的硬化较明显,但均未发现明显的焊接裂纹及其它缺陷,表明其焊接性能良好。发现低碳TRIP钢成形性能、抗凹陷性能、激光焊接性能良好。

一种新型汽车用钢——相变诱发塑性钢

系统地综述了 2 0世纪 90年代开发的一种新型汽车用钢———相变诱发塑性钢的发展历史、特点、生产工艺及其原理、影响因素和应用领域。

合金元素在相变诱发塑性钢中的作用

阐述了相变诱发塑性钢高塑性、高强度的机理和产生原理,合金元素在相变诱发塑性钢中的作用,介绍了我国在相变诱发塑性钢领域研究的现状,指出了相变诱发塑性钢中合金元素今后研究的趋势。

0.11C-0.6Si-1.6Mn相变诱发塑性(TRIP)钢的成形性和可焊性

通过对新开发的0.11C-0.6Si-1.6MnTR IP钢的成形性能、焊接性能及抗冷裂能力研究,结果表明该钢具备良好的成形性,焊接接头的综合力学性能和冲击韧性良好;虽然焊接热影响区硬化较明显,但由于焊接后无冷裂纹和低温裂纹产生,可焊性很好,不用预热进行焊接。并已成功地试制出了减震器支座和轿车制动踏板臂,实践中也证明该钢具有良好成形性和可焊性。

弹塑性钢阻尼器用于大跨度CFST拱桥的减震控制研究

弹塑性钢阻尼器具有良好的减震效果,但目前的研究和应用主要集中在房建领域。以主跨368m的茅草街大桥为研究对象,进行了弹塑性钢阻尼器用于大跨度钢管混凝土拱桥地震响应的减震控制研究,采用非线性时程分析法进行了阻尼器关键参数的敏感性分析,研究了不同屈服荷载、不同弹性刚度及不同空间布设阻尼器的减震效果,最后重点分析了行波效应对弹塑性钢阻尼器减震效果的影响。结果表明,对于该中承式钢管混凝土系杆拱桥,弹塑性钢阻尼器的减震效果明显;综合考虑各部位的地震响应,在主梁各支承间均匀布设阻尼器为最佳布置方式;考虑行波效应后,阻尼器的减震效果更佳。

低碳硅锰系冷轧相变诱发塑性钢研究

本文研究了低碳硅锰系冷轧相变诱发塑性钢（即ＴＲＩＰ钢），分析了残余臭氏体及其稳定性与ＴＲＩＰ的关系，探索了获得较好ＴＲＩＰ效应的化学成分范围，为工业生产应用提供依据。

TRIP-相变诱发塑性钢的研究进展

相变诱发塑性钢是一种汽车用钢 ,通过相变诱发塑性 (TRIP)效应使钢板中残余奥氏体在塑性变形作用下诱发马氏体生核和形成 ,并产生局部硬化 ,继而变形不再集中在局部 ,使相变均匀扩散到整个材料以提高钢板的强度和塑性。典型TRIP钢C含量为 0 .2 % ,Mn 1%～ 2 % ,Si 1%～ 2 % ,通过热轧变形热处理或冷轧 +热处理 ,TRIP钢的组织由 5 0 %～ 6 0 %铁素体 ,2 5 %～ 4 0 %贝氏体或少量马氏体和 5 %～ 15 %残余奥氏体组成。TRIP钢的强度和韧性高于双相钢和微合金钢。介绍了TRIP钢的生产工艺和性能 ,残余奥氏体、合金元素、热处理对TRIP效应的影响和TRIP钢研究趋势。

可焊可热镀锌相变诱发塑性钢研制

分析了强塑性组合极好的相变塑性钢在应用的广泛性方面,反而远不及强塑性不如它的双相钢的原因.参照热力学和动力学计算结果,研制了可热镀锌并具有良好焊接性的相变塑性钢,并得到试验和生产证实.为了适应国内钢厂生产,提出以磷代硅以提高钢的可镀性方法,从而代替代了国外以铝代硅的方法.

Fe24Mn0.5C形变孪晶诱发塑性钢的显微组织和力学性能

采用光学显微镜、X射线衍射仪和电子万能试验机等研究了Fe24Mn0.5C形变孪晶诱发塑性钢的组织和力学性能。结果表明:该钢在室温下为单一的奥氏体组织,拉伸时产生形变孪晶诱发塑性效应,开始产生形变孪晶,并且随着应变量的增加形变孪晶逐渐增加;随着拉伸速度减小,该钢的均匀伸长率呈轻微上升趋势,但屈服强度、抗拉强度和断后伸长率明显升高;与高强度应变诱发塑性590钢相比,该钢具有较高的能量吸收值。

退火工艺对低铝低硅孪晶诱发塑性钢组织及性能的影响

研究了Fe-24 Mn-1Al-0.7Si冷轧孪晶诱发塑性钢(TWIP)钢1 000℃不同保温时间(3,15,30,60和120 min)处理对其显微组织、力学性能以及耐腐蚀性的影响规律.结果表明,此成分TWIP于1 000℃退火,在15 min内可基本完成再结晶,进入晶粒长大阶段;延长保温时间,平均奥氏体晶粒尺寸变大,同时组织中退火孪晶数量增多,面积增大.显微硬度呈先剧烈后平缓的下降趋势.不同保温时间对TWIP钢的耐腐蚀性影响较小,通过扫描电镜及能谱仪观察分析,在5%NaCl溶液中浸泡实验,TWIP钢腐蚀类型为均匀吸氧腐蚀,腐蚀产物为Fe2O3.

800MPa级冷轧相变诱发塑性钢的组织与性能

采用全自动热模拟试验机测定了新开发的800MPa级相变诱发塑性钢的CCT曲线，据此制定了12种工艺对试验钢进行退火处理；通过拉伸试验测定了经不同工艺退火处理试验钢的力学性能，确定出了最优热处理工艺；对经最优工艺退火处理钢的显微组织和残余奥氏体的稳定性进行了研究。结果表明：各种工艺处理钢均获得了800MPa以上的抗拉强度，获得最佳综合力学性能（强塑积最大）的热处理工艺为830℃退火120S后，先以20℃·s^-1的速率缓冷至700℃，再以40℃·s^-1的速率冷至400℃，并在400℃等温处理400S，最后以20℃·s^-1的速率冷至室温；经最优工艺退火处理后钢的显微组织为50％铁素体＋38％贝氏体＋12％残余奥氏体，残余奥氏体主要分布在铁素体晶界处，或铁素体与贝氏体的晶界处，还有小部分存在于大的铁素体晶粒内；在拉伸过程中试验钢中残余奥氏体的相变大部分发生变形量为10％～20％阶段。

动态条件下Fe-24Mn-0.5C孪晶诱发塑性钢的断裂机制

对Fe-24Mn-0.5C孪晶诱发塑性钢进行了动态冲击拉伸试验,并采用扫描电镜、透射电镜等研究了该钢的断裂机制。结果表明:试验钢的抗拉强度为1 100 MPa,断后伸长率为50%;试验钢表现为典型的韧性断裂特征,断口主要由呈阶梯状的韧窝组成;其断裂机制为变形过程中塞积在晶界和孪晶界处的大量位错促使孔洞及裂纹的产生,继续变形则发生断裂。

相变诱发塑性钢研究开发的进展

介绍了高强度低合金相变诱发塑性钢的研究现状,残余奥氏体形态、尺寸和体积分数对钢强塑性的影响以及为改善钢的热镀锌性能所进行的以铝代硅的成功开发;以热力学、动力学为工具进行的TRIP钢的成分设计以及相变塑性钢高速冲击拉伸性能的特点;800～1200MPa级微合金TRIP钢的研发和激光焊接试验以及具有优良焊接性能和热镀锌性能的新型相变塑性钢的开发进程.

低合金相变诱发塑性(TRIP)钢激光焊接的研究进展

系统地总结了低合金相变诱发塑性(TRIP)钢激光焊接的最新研究成果。重点介绍了在激光条件下TRIP钢焊缝中气孔的形成、熔化区的凝固过程、熔化区和热影响区的组织和性能。还介绍了TRIP钢与异种钢板的激光拼焊,TRIP钢的激光切割、激光钎焊和激光点焊。指出了今后TRIP钢激光焊接的研究方向。