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.

高锰钢中的TRIP和TWIP效应以及层错能研究

基于光学显微镜、XRD、TEM和SEM的测试结果,分析了不同成分高锰钢中的TRIP和TWIP效应及其影响因素,并且研究指出在这两种效应的作用下此类钢种将表现出不同的力学响应,而层错能则是判断这两种效应的重要参数;此外,通过测定层错能可预测高锰钢中的强化机制,并有望借此优选成分以获得新型汽车用高强度钢板。

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。

一种TRIP/TWIP型双相不锈钢的相图及其亚稳奥氏体组织稳定性计算

利用热力学软件Thermo-calc 计算了一种具有相变诱导塑性（TRIP）和/ 或孪晶诱导塑性（TWIP）功能的双相不锈钢的相图及其中亚稳奥氏体（相）组织的稳定性,得到了其M？N 的伪二元平衡相图、平衡条件下的相比例变化、两相中合金元素的配分规律以及层错能SFE 与马氏体转变温度Md30的变化规律.计算结果表明,试验钢中相组成、相比例等均对温度敏感,特别是在不同加热温度下（800～1 200 ℃）,由于两相中合金元素含量变化,使得亚稳奥氏体相稳定性（SFE 和Md30）发生改变,进而将导致试验钢的变形机制变化.

Fe-Mn-Al-Si系TRIP/TWIP钢激光焊接接头的微观组织研究

采用光纤激光器对两种锰含量分别为20wt.%和29wt.%的Fe-Mn-Al-Si系TRIP/TWIP钢进行激光焊接。利用扫描电子显微镜(SEM)、能谱仪(EDS)、电子背散射衍射仪(EBSD)和透射电子显微镜(TEM)对接头的显微组织进行研究。结果表明:靠近熔合线的焊缝组织以柱状晶为主,而焊缝心部为细小的等轴晶且出现大量AlN纳米颗粒;焊缝组织的孪晶界比例比母材的大幅度降低,但仍然达到了15.8%;熔合线宽1μm,富Fe、Mn而贫Al、Si;焊缝在凝固过程中,先形成γ-奥氏体,当遇到应力集中时发生局部ε-马氏体的相变来缓解应力,避免裂纹形成。

高锰TWIP/TRIP钢研究进展与应用

综述了近来年高锰孪晶诱发塑性/相变诱发塑性(TWIP/TRIP)钢的研究进展和实际应用情况。介绍了晶粒尺寸对TWIP钢变形机制的影响,观察了形变孪晶随晶粒尺寸变化的演变过程。总结了形变诱导马氏体和形变诱导孪晶的演变机理。简述了碳化钒(VC)沉淀粒子对高锰TWIP/TRIP钢延迟断裂及加工硬化行为的影响,并对VC沉淀粒子与形变孪晶的交互作用机制进行了探讨。阐述了双辊铸轧工艺制备高锰TWIP/TRIP钢薄带的近终成型工艺过程及显微组织的演变机理,并探讨了工程应用的前景。

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.

合金元素和固溶温度对TRIP/TWIP钢组织性能的影响

对不含Nb和含Nb的两种高锰TRIP/TWIP钢进行了固溶处理,通过室温拉伸实验研究了两种实验钢的力学性能.利用光学显微镜、透射电子显微镜和X射线衍射观察实验钢变形前后的微观组织,并分析了含Nb实验钢中Nb析出物的形态和分布.实验结果表明:随着固溶温度的升高,两种成分的实验钢抗拉强度均下降.固溶温度为900℃时,含Nb实验钢组织仍有少量的热轧带状组织;固溶温度为1 000℃时,与此时的不含Nb实验钢相比,含Nb钢基体内的晶粒细小;在拉伸实验中,两种实验钢均表现出TRIP/TWIP的特性,不含Nb实验钢的TRIP形变强化机制更为突出.

TWIP钢中晶粒尺寸对TWIP效应的影响

冷轧TWIP钢经1073,1173,1273和1373K固溶处理10min后,得到了晶粒尺寸分别为7,13,30和63μm的奥氏体组织.拉伸实验表明,随着晶粒尺寸的增加,加工硬化速率(dσ/dε)与真应变(ε)的变化关系由2阶段变为3阶段.当晶粒尺寸大于30μm时,加工硬化速率与真应变关系中的第2阶段对应的应变长度随着晶粒尺寸的增加而迅速增加.当真应变为0—0.2时,加工硬化指数随真应变的增加而迅速增加;在随后的变形中,与上述4个晶粒尺寸对应的试样的加工硬化指数分别稳定在0.47,0.53,0.56和0.68.OM和TEM观察显示,随晶粒尺寸的增大,变形过程中形变孪晶数量增多.对于较大晶粒尺寸的试样,形变孪晶在拉伸变形过程中形核的临界应力较低,随变形量增加,形变孪晶可持续形成,使其加工硬化能力增加,从而增大了TWIP效应;相反,晶粒尺寸减小使变形过程中的形变孪晶形核临界应力增大,抑制形变孪晶的产生,从而减小了TWIP效应.

考虑TRIP效应的QP980超高强度钢多相本构模型

Q&P钢是一种高强度高塑性的第三代先进高强度钢种,合理的微观组织结构和塑性变形过程中引发的相变诱导塑性,是决定其力学性能的关键因素。通过SEM观察确定QP980的微观组织为板条马氏体、铁素体和残余奥氏体的混合组织。由XRD实验测量得到QP980钢板在单向拉伸状态下不同应变量对其残余奥氏体转化量的影响规律,发现QP980中残余奥氏体的体积分数随应变量的增加呈非线性下降的趋势。根据O-C马氏体相变动力学模型,得出QP980中残余奥氏体含量和等效应变的关系函数。根据等功原理和混合硬化准则,建立了考虑TRIP效应的QP980多相本构模型,并与QP980单向拉伸实验得到的应力应变曲线对比,验证了该模型的有效性。

退火温度对含稀土TRIP/TWIP钢性能的影响

分析了不同退火温度的TRIP/TWIP试验钢组织和性能。结果表明,在退火均热温度780℃时伸长率相对偏低,在800℃时屈服强度最高,退火均热温度对抗拉强度的影响较小,对伸长率的影响较大,不同退火均热温度下试验钢均没有明显屈服平台。试验钢的组织主要为奥氏体,变形前亚结构有退火孪晶出现,晶粒尺寸随着退火温度的升高而变得粗大,变形后形变孪晶数量随着退火温度的升高而增多。因TWIP效应和TRIP效应,试验钢具有高强度和高塑性。

层错能对TRIP/TWIP钢变形机制和力学性能的影响

综述了合金元素,温度对层错能的影响。介绍了层错能对高锰钢变形机制、组织和力学性能的影响,总结了高锰钢产生TWIP效应的条件,以及TWIP钢的强韧化机制。

亚稳双相不锈钢中奥氏体相尺寸对TRIP效应的影响

对一种亚稳双相不锈钢坯料进行不同变形量的轧制,然后采用相同的固溶热处理,得到了奥氏体相体积分数相同但尺寸特征不同的坯料。对其进行了拉伸试验,并利用X射线衍射仪对不同变形阶段的马氏体转变量进行了测量,以奥氏体相尺寸为特征参量分析了不同奥氏体相尺寸坯料的拉伸曲线及马氏体转变量随变形量的变化曲线。通过分析上述坯料的拉伸力学性能的差异、马氏体转变速率和加工硬化率的变化规律,探讨了奥氏体相尺寸、马氏体相变及应变硬化之间的关联关系,进而阐明了奥氏体相尺寸对TRIP效应的影响规律。

TRIP效应在基于应变设计的大变形管线钢中的应用

提出了TRIP(transformation induced plasticity)效应来解决大变形管线钢在基于应变设计的问题,通过氩弧焊对TRIP钢进行焊接,得出其焊接接头的力学性能。在3种不同的拉应变下对试样进行了应变拉伸试验,观察其微观组织的变化。可以看出,随着拉应变的增大,焊缝组织中珠光体和贝氏体组织发生沿拉伸方向的滑移,铁素体发生与滑移过程相匹配的塑性变形,从而获得较高的均匀延伸率,增加了焊缝的塑性和强度,能适应大变形管线钢基于应变设计的运行环境。

TRIPS效应评估与我国的因应对策

知识产权制度是一国保护科学技术和文化艺术成果的重要法律制度，也是当今国际科技与经济合作的基础条件之一。随着社会的进步和科技的发展，知识产权已越来越引起世界各国的关注，保护知识产权已成为当今世界的潮流和人类文明的标志。多边贸易谈判“乌拉圭回合”达成的《...

23.8%Mn TRIP/TWIP钢的组织性能及强化机制

研究了锰含量(质量分数)为23.8%的低碳高锰钢的力学行为和组织演变,并对其强化机制进行了探讨.结果表明:23.8%Mn TRIP/TWIP钢的屈服强度约为300 MPa,抗拉强度可达610 MPa,断裂延伸率可达到63%.实验钢拉伸变形呈连续屈服,其应变硬化指数n值约为0.48.该钢在变形初期的强化机制以应变诱发孪生为主,变形后期出现应变诱发马氏体相变.位错与形变孪晶、马氏体之间的相互作用也对强度的增加做出贡献.

Fe-20Mn-0.6C高锰TRIP/TWIP钢微观组织表征

设计出一种Fe-Mn-C系TRIP/TWIP钢,通过静态拉伸测试热轧钢力学性能,并利用EBSD、XRD、SEM分析其拉伸变形后的微观组织变化.结果表明:Fe-20Mn-0.6C钢板热轧后表现出优异的力学性能,真应变可达到0.59,抗拉强度为1 631 MPa.热轧后组织为全奥氏体组织,晶粒尺寸较大并且伴有大量的退火孪晶,变形后出现孪生变形和马氏体相变;变形量较小时,马氏体相变并不明显,较大变形量时大量的马氏体在孪晶界和晶界附近弥散分布;并且随着应变量增大晶粒内出现二次孪生,并与一次孪生呈现多种交割方式.

考虑TRIP效应的0.1C-5Mn中锰钢本构关系研究

通过XRD试验获得了中锰钢板材在单向拉伸状态下奥氏体转变与应变之间的规律,中锰钢中的残余奥氏体体积分数随应变量的增加呈现出非线性下降趋势。由马氏体相变动力学模型得出了中锰钢中的残余奥氏体与等效塑性应变之间的函数关系。根据中锰钢的微观结构特点和细观力学方法,建立了包含TRIP效应的中锰钢本构模型,在该本构模型中考虑了马氏体转变与应力平衡对应力应变关系的影响。将塑性流动法则和等效夹杂方法在ABAQUS的UMAT子程序中实现,编写了UMAT子程序,最后输出了中锰钢的应力-应变流动曲线,并通过与试验得到的曲线进行对比验证了该方法的准确性。

Microstructures and Mechanical Properties of Fe-Mn-(Al, Si) TRIP/TWIP Steels

The mechanical properties and microstructure of two low carbon high manganese steels with 23.8% （No. 1） and 33% （No. 2） （mass percent） of manganese were investigated. The results showed that No. 1 steel possesses high strength and high plasticity, and No. 2 steel has a relatively high strength and extraordinary plasticity. The No. 1 steel exhibits both TRIP （transformation induced plasticity） and TWIP （twin induced plasticity） effects during the deformation; while only TWIP effect appeared under the same deformation condition for No. 2 steel. The comparison between the microstructures and mechanical properties of two steels was made, and the strengthening mechanisms were also analyzed.