TRIP980钢的组织性能调控与动态本构模型

设计了一种相变诱导塑性(TRIP)钢,研究了贝氏体等温温度对力学性能和微观组织的影响。针对最优工艺,研究了10^(-4)~10^(3) s^(-1)应变速率范围内的动态力学性能,构建并修正了动态本构数学模型。结果表明:当贝氏体等温温度为380℃时,实验钢具有最优的静态力学性能(应变速率10^(-3)s^(-1)),屈服强度达到705 MPa,抗拉强度达到1005 MPa,伸长率为16%,强塑积达到了1.6 GPa·%。应变速率的变化对实验钢的硬化行为和TRIP效应的发生有明显的影响。当应变速率达到10^(3) s^(-1)时,屈服强度和抗拉强度分别达到了815和1145 MPa,分别提高了12.4%和13.9%。经A4系数修正后的动态本构数学模型表明,R值和eAARE的平均值分别达到0.9895和27.5%,具有较精确的预测精度。

基于TRIP效应的复相钢的组织特征及强塑性机制

采用扫描电镜(SEM)、电子背散射衍射(EBSD)技术和透射电镜(TEM)对复相钢的微观形貌进行表征,并研究了其基于相变诱导塑性(TRIP)效应的强塑性机制。结果表明,将退火温度设定在单相奥氏体区和(γ+α)两相临界区,由于微观形貌特征的不同致使试验钢的力学性能有着显著的区别。退火温度(915℃)在单相奥氏体区时,微观组织由27%先共析铁素体、56%块状贝氏体以及分布于晶界处的17%残留奥氏体组成;组织中的先共析铁素体,其塑性优于再结晶铁素体,更有利于发挥协调变形作用,通过缓解应力对残留奥氏体的作用而有效发挥其TRIP效应;同时均匀分布于晶界处纵横比>2.0的块状残留奥氏体,在变形过程中由于受到相界面及块状硬质相贝氏体的阻碍,TRIP效应的贡献较大且可在整个应变阶段持续地发生。在晶粒尺寸、组织形貌、晶体学结构、V(C,N)析出和位错塞积,以及TRIP效应的共同作用下,915℃退火后复相钢的综合力学性能最优,屈服强度和抗拉强度分别为756和1135 MPa,强塑积可达到26.446 GPa·%,同时具有优良的伸长率和扩孔性能,分别为23.3%和56%。

组成成分对TiC/TRIP钢复合材料的力学性能影响

文章以TRIP钢为基体,TiC作为颗粒增强相,采用热压烧结工艺制备TiC/TRIP钢复合材料,研究了组成成分对TiC/TRIP钢复合材料力学性能和组织形貌的影响。结果表明,烧结温度为1150℃时,随着TiC含量的增加复合材料的致密度、抗弯强度和断裂韧性呈逐渐降低的趋势,TiC含量为10 wt.%的复合材料的致密度、抗弯强度和断裂韧性相对最高,分别为98.6wt.%、930.42MPa和26.31MPa·m1/2。而复合材料的硬度变化趋势则与以上三者不同,随TiC含量的增加呈先降低后升高的趋势,TiC含量为40 wt.%的复合材料硬度相对最大,为6.43GPa。复合材料断裂方式主要为韧性断裂,在TiC颗粒处为沿晶断裂,并伴有穿晶断裂。

TRIP590/CP780异种钢电阻点焊接头组织与性能研究

对1 mm厚汽车用TRIP590和CP780异种高强钢板进行电阻点焊试验,研究TRIP590/CP780异种钢电阻点焊接头的显微组织和力学性能,分析了焊接电流对异种钢焊接接头组织与性能的影响。在焊接时间为0.4 s,电极压力为2 kN,电流为6~11 kA时,接头成型良好,内部无熔核偏移、缩孔等缺陷,熔核区组织以板条马氏体为主。当电流为6、9 kA时,两侧热影响区均以回火马氏体和少量铁素体为主,晶粒尺寸分别为1~4μm、2~6μm;当电流为11 kA时,两侧热影响区均以板条马氏体为主,晶粒尺寸为8~15μm。熔核区硬度、CP780侧热影响区软化程度、接头最大拉伸剪切力均随电流的增大而增大。当电流为6、9、11 kA时,接头拉伸断裂分别在熔核区结合面、TRIP590母材、TRIP590侧熔核区。综合分析,当电流为9 kA时,TRIP590/CP780异种钢电阻点焊接头具有较好的力学性能。

焊后热处理对中锰TRIP钢激光焊接接头组织及力学性能的影响

为解决中锰钢焊接接头的脆性断裂问题,研究了焊后热处理工艺对厚度为1.6 mm的中锰TRIP钢激光自熔焊接接头组织、静态力学性能以及锰元素分布的影响,热处理温度选择Ac1(奥氏体开始转变温度)和Ac3(奥氏体转变终止温度)之间,这和中锰钢轧制温度是相同的,可以保证更高的强度和韧性。研究结果表明:焊态试样焊缝区主要为马氏体组织,热处理后焊缝主要组织为回火马氏体,并伴有碳化物析出;在620℃热处理3 min后,焊接接头抗拉强度无明显提高,但延伸率相对于焊态接头提高了1 959.2%,主要原因是热处理缓解了锰元素在晶界上的偏析。焊态接头失效断口为典型的脆性断裂,并出现了较多的二次晶间裂纹,热处理后的接头失效断口出现了较多的凹坑和韧窝,呈现良好的韧性断裂特征。在热处理后试样的应力应变曲线中发现了二次屈服,通过VIC-3D数字图像关联(DIC)技术发现这是吕德斯带穿越焊缝遇到硬度较高的马氏体组织导致应力突增所致,最终在母材处发生颈缩并断裂。

热处理工艺对吉帕级Q & P钢组织和力学性能的影响

采用光学显微镜、扫描电子显微镜、透射电子显微镜、X射线衍射仪及拉伸试验机等,研究了热处理工艺对冷轧态和预淬火态Q&P钢显微组织和力学性能的影响。结果表明:冷轧态试验钢组织呈等轴状,预淬火态试验钢组织具有层片状特征;对于冷轧态试样,两相区保温温度、淬火温度和配分温度均会对试验钢的力学性能产生明显影响,残留奥氏体的稳定性参数R值与强塑积的变化趋势一致,表明在拉伸载荷作用下残留奥氏体发挥相变诱发塑性(transformation induced plasticity, TRIP)效应是试验钢强塑化的主要原因;对于预淬火态试样,层片状组织有助于残留奥氏体更好地增强TRIP效应,并阻碍裂纹扩展,从而进一步提高其强塑积。

冷却速率对δ-TRIP钢包晶相变的影响

在钢的凝固过程中冷却速率对钢的相变具有不可忽视的影响.本研究采用Thermo-calc热力学软件,模拟计算了含Al 3.52%(质量分数)的δ铁素体相变诱导塑性(δ-TRIP)钢的相转变过程,并分别使用差示扫描量热法(DSC)和Ohnaka微观偏析模型,分析了不同冷却速率对3.52%Alδ-TRIP钢凝固过程中的包晶相变温度,以及溶质元素偏析的影响.结果表明,冷却速率越小,DSC试验所得的相变温度越接近Thermo-calc计算的热力学平衡值.随着冷却速率从10、30增加到50℃·min–1,L→L+δ的转变温度降低,L+δ→L+δ+γ和L+δ+γ→δ+γ的转变温度先降低后升高,前者主要受过冷度的影响,后者主要受元素偏析的影响.冷却速率对C、Mn、S的偏析影响很小,对Si、P、Al的偏析影响较大,并且随着冷却速率的增加,Si、P、Al偏析程度增加.Si和P的偏析会小幅度延缓包晶反应的进程;Al对改变包晶反应进程作用明显,随着冷却速率的增加,包晶反应区域逐渐下移,且下移趋势渐缓.

贝氏体区等温时间对低硅TRIP钢组织和力学性能的影响

研究了0.15C-1.5Mn-1.5Al-0.3Si TRIP钢820℃2 min加热后快冷至450℃盐浴中保温5～300s空冷的组织和力学性能。结果表明,随在贝氏体转变区450℃等温时间的增加,该钢的屈服强度和伸长率增加,抗拉强度降低,等温时间60s时强塑积最佳,为23 000MPa%;等温时间≤60s时随等温时间增加钢中残余奥氏体含量增加,>60s时随等温时间的增加钢中残余奥氏体含量降低,60s时钢中残余奥氏体达到最高值,为14%。

TRIP钢中残余奥氏体及其稳定性的研究

采用扫描电镜、透射电镜、X射线衍射仪等对贝氏体等温转变后TRIP钢中的残余奥氏体及其稳定性进行了研究。结果表明,TRIP钢在贝氏体转变区400～440℃保温120～300 s,随着等温温度的升高和保温时间的延长,钢中残余奥氏体的含量不断增多,残余奥氏体碳含量呈降低趋势。TRIP钢中的残余奥氏体主要以薄膜状、粗大块状和细小粒状的形态存在。粗大块状的残余奥氏体稳定性最差,薄膜状次之,细小粒状最稳定。残余奥氏体的含量不足,或残余奥氏体的含量偏高造成碳含量的不足,都会导致TRIP钢综合成形性能的降低。此外,贝氏体等温处理时间过长,渗碳体的出现大大降低了残余奥氏体中的碳含量,从而降低了残余奥氏体的稳定性。

相同成分DP钢和TRIP钢部分力学性能的比较

对同一种钢板进行不同热处理分别制成具有相同铁素体含量的双相钢(DP钢)和相变诱发塑性变形钢(TRIP钢),并对其部分力学性能进行对比。比较发现,铁素体基体上不同的第二相使得材料力学性能产生巨大差异:马氏体使DP钢具有很高的抗拉强度,残余奥氏体则赋予TRIP钢优良的伸长率;DP钢拥有更加优良的加工硬化能力,TRIP钢则具有较为理想的烘烤硬化能力。试验还表明,考察DP钢和TRIP钢的烘烤硬化能力时,除柯氏气团外,内应力的消除也应该考虑其中。

高锰奥氏体TRIP/TWIP钢的组织和力学性能

研究了两种不同锰含量的高锰奥氏体钢在室温拉伸变形过程中力学性能和组织的变化。结果表明，随着钢中锰含量的变化，实验钢在流变应力的作用下出现相变诱导塑性的TRIP效应和孪晶诱导塑性的TWIP效应。在1×10^-3s^-1的初始应变速率条件下，锰的质量分数为23．8％的实验钢可达到666MPa的抗拉强度和67％的伸长率，而锰的质量分数为33％的实验钢可达到540MPa的抗拉强度和97％的伸长率。并且在10^-3-10^-1s^-1的初始应变速率范围内，实验钢的抗拉强度对于流变应力不敏感，而实验钢的塑性则表现出一定的应变速率敏感性。由于该钢具有较好的综合力学性能，有望作为新一代高强度、高塑性汽车用钢。

TRIP钢显微组织与性能关系的评述

概述了近 2 0年来汽车材料中 TRIP钢的研究进展情况。对影响 TRIP钢强度和塑性的显微组织从其大小、形貌及含量等多方面进行了分析和比较 ,认为要使 TRIP钢具有优良的强度和塑性匹配 。

TRIP钢中残余奥氏体及其稳定性的研究

采用扫描电镜、透射电镜、X射线衍射仪等对贝氏体等温转变后TRIP钢中的残余奥氏体及其稳定性进行了研究。结果表明,TRIP钢在贝氏体转变区400℃～440℃下保温120～300 s,随着等温温度的升高和保温时间的延长,钢中残余奥氏体的含量不断增多、残余奥氏体碳含量大致呈降低趋势。TRIP钢中的残余奥氏体主要以薄膜状、粗大块状和细小粒状的形态存在。粗大块状的残余奥氏体稳定性最差,薄膜状次之,细小粒状最稳定。残余奥氏体的含量不足,或残余奥氏体的含量偏高造成碳含量的不足,都会导致TRIP钢综合成形性能的降低。此外,贝氏体等温处理时间过长,渗碳体的出现大大降低了残余奥氏体中的碳含量,从而降低了残余奥氏体的稳定性。

HSLA-TRIP钢动态拉伸性能和残余奥氏体转变

对成分为 0 .11C- 0 .6 2 Si- 1.6 5 Mn的低硅 TRIP钢不同试验温度下的动态拉伸性能和残余奥氏体的转变行为进行了研究。试验结果表明 ,两相区热处理温度接近 Ac1 可以获得较多的铁素体和残余奥氏体 ,此类试样拉伸试验结果有较高的强塑性配合。 110℃下的抗拉强度较 2 0℃下的降低约 30 0 MPa;均匀伸长率在应变速率 10 0 0s- 1左右达到峰值 ,总伸长率随应变速率提高而单调增加。试验温度为 5 0℃和 75℃下的能量吸收值可达到 2 6 0 0 0MPa· %。试验温度越高 ,残余奥氏体稳定性越好 ,动态拉伸的绝热效应也抑制了残余奥氏体的形变诱发相变。

TRIP钢的研究进展

相变诱发塑性钢,即TRIP钢是一种具有高强塑性的高强钢,其强塑积可达21000MPa.%,作为汽车用钢的应用前景十分广阔。TRIP钢在TRIP效应、成分设计、成形性、焊接性、可镀性、动态力学性能等方面的研究十分活跃,已取得显著成果,并且在相图计算应用于成分和组织设计的研究方面也取得明显进展。

TRIP钢中残余奥氏体相变与断裂机制研究

文章以CR600TRIP工业成品钢为研究对象,利用彩色金相和EBSD等技术手段,在详细考察TRIP钢的微观组织,特别是残余奥氏体分布规律的基础上,进一步利用定量变形和SEM原位拉伸试验,对钢中残余奥氏体的相变行为和钢的断裂机制进行了考察分析。研究发现,钢中残余奥氏体的相变顺序表现出显著的选择性,而其断裂机制主要为微孔聚集型断裂。

Mn含量对0.15C-0.6Si-Mn TRIP钢组织和力学性能的影响

经过在两相区退火和贝氏体区等温处理 ,研究了两种不同锰含量的低硅TRIP钢的组织和力学性能。试验结果表明 ,低硅和低锰钢的残留奥氏体量少 ,力学性能差 ;增加锰含量 ,能提高残留奥氏体量及拉伸强度和伸长率 ,其力学性能与常规低碳Si MnTRIP钢的水平相当。用电子探针测试了两相区退火钢中锰和硅的分布情况 。

低碳Si-Mn系TRIP钢的热处理工艺对组织的影响

低碳Si Mn系TRIP钢有着复杂的显微组织 ,主要由多边形铁素体 (F) +无碳贝氏体 (B) +残留奥氏体(AR)组成。本试验采用了彩色金相法 ,并结合X ray衍射、SEM和TEM等手段研究了低碳Si Mn系TRIP钢显微组织与工艺的关系 ,发现随着两相区退火温度的升高 ,最终显微组织中铁素体基体体积分数变小 ,并且贝氏体量增多 ,残留奥氏体的稳定性呈起伏式变化 ;在贝氏体转变区的等温温度过高或过低 ,均使最终显微组织中残留奥氏体体积分数减少 ;在贝氏体转变区等温时 ,所形成贝氏体表现出粒状的特征。

低硅含铝TRIP钢残余奥氏体变形过程中稳定性研究

采用预拉伸实验对低硅含铝TRIP钢变形过程中残余奥氏体的演变规律进行研究,建立残余奥氏体变形过程中稳定性与加工硬化指数n之间的对应关系,在此基础上通过设计不同热处理工艺,获得具有不同初始残余奥氏体特性的TRIP钢以及具有不同组织构成的TRIP钢,并分析了TRIP钢的残余奥氏体稳定性。结果表明:TRIP钢中的残余奥氏体随着变形的深入,稳定性逐渐增加;残余奥氏体越稳定,TRIP钢的瞬时加工硬化值越稳定(n值越稳定);随着初始碳含量的增加,残余奥氏体在变形过程中的稳定性也随之提高。在变形过程中,残余奥氏体的稳定性受残余奥氏体碳含量,分布以及周围相等因素的共同影响。

TRIP钢的动态拉伸变形行为研究

在气动式间接杆杆型冲击拉伸试验机上对二种TRIP钢的拉伸性能随应变率的变化进行了研究,对强度随应变率的变化以及断口形貌和孔洞与变形的关系进行了分析.研究结果表明:TRIP钢在所研究的应变率范围对应变率是敏感的,屈服强度和抗拉强度随应变率增加明显提高.SEM分析发现,TRIP钢断口体现为典型的延性断裂特征,而且残余奥氏体的变形诱发相变对孔洞形成位置的影响使得其具有较好的延性.