18.8%MnTRIP/TWIP钢拉伸应变硬化行为

对锰含量为18.8%的TRIP/TWIP钢进行单轴拉伸实验,研究了这种钢的应变硬化行为.结果表明:这种高锰TRIP/TWIP钢的真应力应变曲线不完全遵循Hollomon的线性关系,在不同变形阶段强化机制制不同.在塑性变形的开始阶段TRIP效应比较明显,且应变硬化指数n是恒定的:而真应变在0.14-0.35之间时二阶导数d^2σ/dε~2>0,应变硬化指数n随着应变量的增加而增加,其微观机制是形成大量的形变孪晶,并有孪晶和位错的交互作用,TWIP效应在该阶段占主导作用.真应变大于0.35后有少量TRIP效应,此时两相均发生变形.

高锰TRIP/TWIP钢变形行为的研究进展

高强度高塑性是汽车用钢发展的主要趋势.Fe-Mn-Al-Si系TRIP/TWIP钢、Fe-Mn-C系TWIP钢和Fe-Mn-Al-C钢具有高的强度、优良的塑性和成形性,为新一代汽车材料.近年来,这些奥氏体汽车用钢的研究与开发受到了高度重视.本文对高锰TRIP/TWIP钢的组织性能、晶体学行为、强韧化机制、应变硬化行为和高速变形方面的研究工作进行了综述.

稀土含量对TRIP/TWIP钢晶粒及晶界特征的影响

利用XRD和EBSD分析稀土含量对TRIP/TWIP高锰钢相组成、晶粒及晶界特征的影响。结果表明,试验钢变形前组织以γ奥氏体为主,还有部分ε马氏体,经过塑性变形后,组织中还观察到少量α马氏体;随着稀土含量的增加,奥氏体转变为马氏体的量有所增加,表明稀土元素促进了试验钢的TRIP效应。此外,稀土元素的添加细化了试验钢中奥氏体晶粒,减少了小角度晶界数量而增加了大角度晶界数量,尤其是取向差为60°左右的大角度晶界;同时,稀土元素的添加也促进了低Σ值重位点阵(CSL)晶界特别是Σ3晶界的形成。

高锰TRIP/TWIP效应共生钢高速变形过程中的组织演变及变形行为

对18Mn-3Al-3Si和21Mn-3Al-3Si高锰TRIP/TWIP效应共生钢动态变形过程中的变形行为,应变硬化速率、真应力和应变硬化指数随真应变的变化,以及应变硬化和基体软化间的相互作用等进行了研究,采用OM,SEM,TEM和XRD等方法对变形前后的组织进行了分析.结果表明,高应变速率下,TRIP/TWIP效应共生钢应变诱发相变途径为γ→ε→α;高速变形对滑移的抑制、奥氏体向马氏体的相变和形变孪晶对奥氏体晶粒的细化是应变硬化的主要因素;造成基体软化的原因是绝热温升效应、ε→γ的逆相变和孪晶的动态再结晶.

固溶温度对节约型双相不锈钢TRIP/TWIP行为的影响

通过微拉伸、电子背散射(EBSD)、透射电子显微镜(TEM)等手段,研究了具有亚稳奥氏体相的节约型双相不锈钢在1 000~1 200℃范围内不同固溶温度下的组织与性能的演变规律;探讨了固溶温度对形变诱导塑性(TRIP/TWIP)的作用机制。结果表明,随着固溶温度的升高,抗拉强度与伸长率均先升高后降低,而亚稳奥氏体相比例由74%(1 000℃)降低到37%(1 200℃);1 050℃固溶时,试验钢表现出最佳综合性能,抗拉强度达到960 MPa,伸长率达到62%,强塑积达到60 GPa·%。在经拉伸变形的微观结构中形变诱导马氏体与形变孪晶共存,表明试验钢中亚稳奥氏体相的变形机制主要受TRIP及TWIP共同控制,从而导致其塑性变形过程呈现多阶段应变硬化特征,而钢中铁素体相的变形机制主要变形为位错的滑移。

中锰钢残留奥氏体稳定性影响因素分析

简述了第三代先进高强度中锰钢的发展及研究现状,以及室温下存在的残留奥氏体的含量、分布及稳定性等因素对中锰钢强度与塑性等力学性能的影响机理,并从合金元素、退火方式、奥氏体晶粒尺寸、应变速率与环境温度、奥氏体的位置及与其他相的相互作用等方面分析了影响残留奥氏体稳定性的因素。最后,对第三代先进高强度中锰钢的研究和应用进行了展望,指出中锰钢奥氏体晶粒分布情况对其强塑积的影响、 TRIP效应与TWIP效应的协同机制对强塑积的作用值得进一步研究。

应变速率对Fe-11Mn-2Al-0.2C中锰钢变形行为的影响

对Fe-11Mn-2Al-0. 2C中锰钢进行不同应变速率(2×10-4~200 s-1)下的拉伸试验,探讨其力学性能和变形机制.结果表明:随应变速率的增加,抗拉强度由1 456 MPa逐渐降低到1 086 MPa;在应变速率为2×10-4~20 s-1时,总伸长率由48. 2%降低到38. 2%;在应变速率为20~200 s-1时,由38. 2%上升至44. 0%.随应变速率的增加,试样的显微组织被拉长、扭曲、切断;韧窝形态由深的等轴韧窝向浅的卵形韧窝转变;试样受力由正应力为主导逐渐转变为剪切应力为主导.变形机制与应变速率有关,低应变速率(2×10-4~2×10-3s-1)下TRIP效应明显;中应变速率(2×10-2~2 s-1)下TRIP效应受到抑制,出现TWIP效应;高应变速率(2~200 s-1)下TRIP和TWIP效应都增强.

TWIP钢室温静态拉伸下的组织形态和变形机制

在室温下对退火Fe-24Mn-1Si-1.5Al-0.045CTWIP钢进行了不同程度的拉伸变形,采用JEM-2100透射电子显微镜对变形后的组织形貌进行表征和分析。研究结果表明:在变形初期,晶粒内存在着大量位错,它们相互缠结,呈胞状结构。在此阶段,位错滑移为主要变形机制。随着变形量的增加,形变孪晶在晶界等处形成,孪生机制被激活,孪生和滑移机制相互竞争。双孪生系统在大多数晶粒内先后被激活,孪生和滑移机制相互交割,起到动态细化晶粒的作用,使强度显著提高。在变形后期,试验钢的变形机制主要是TRIP效应,以及孪生与滑移的相互作用而诱发了去孪生机制,层状组织出现,孪晶特征减弱,从而导致样品的局部变形和失效。