Mn12Ni2MoTi(Al)鋼的形變熱處理研究.pdf

1、高錳TRIP鋼具有高抗拉強(qiáng)度、高延伸率和良好的加工硬化能力，但是屈服強(qiáng)度較低。本文采用X射線衍射(XRD)、掃描電子顯微鏡(SEM)、透射電子顯微鏡(TEM)、維氏硬度計(jì)和電液伺服疲勞試驗(yàn)機(jī)研究了不同熱處理工藝對(duì)Mn12Ni2MoTi(Al)鋼微觀組織和力學(xué)性能的影響，其中重點(diǎn)研究了形變熱處理工藝（65％冷軋變形及退火）制備的超細(xì)晶粒雙相Mn12Ni2MoTi(Al)鋼，得到以下結(jié)論:
　　(1)固溶淬火態(tài)和冷軋態(tài)試樣在480℃時(shí)

2、效處理過(guò)程中，維氏硬度先快速升高至第一個(gè)峰值，隨后分別在28h和32h達(dá)到第二個(gè)峰值(397HV和480HV)，繼續(xù)延長(zhǎng)時(shí)效時(shí)間，維氏硬度緩慢下降。固溶淬火態(tài)試樣經(jīng)480℃，28h峰值時(shí)效處理，試樣中形成了大量納米析出物顆粒和逆轉(zhuǎn)變奧氏體(21％)，從而使其屈服強(qiáng)度和總延伸率分別提高至926.7MPa和17.1％;固溶淬火+峰值時(shí)效態(tài)試樣經(jīng)540℃，32h和540℃，48h二級(jí)時(shí)效處理，雖然奧氏體含量進(jìn)一步增多(40％)使其總延伸率提高

3、(21％)，但是抗拉強(qiáng)度和屈服強(qiáng)度卻有所降低。然而，冷軋態(tài)試樣經(jīng)480℃，32h峰值時(shí)效處理，雖然時(shí)效強(qiáng)化顯著增強(qiáng)其拉伸強(qiáng)度，但是奧氏體含量(5％)較低使其總延伸率極差(5.1％)。
　　(2)冷軋Mn12Ni2MoTi(Al)鋼經(jīng)682～710℃，1h退火處理后，其馬氏體組織轉(zhuǎn)變?yōu)橛蓨W氏體和鐵素體組成的亞微米級(jí)超細(xì)晶粒雙相組織;682～850℃退火試樣組織中形成了大量富Ti、Mo及Si元素的彌散第二相顆粒，同時(shí)隨退火溫度升高，試

4、樣組織中奧氏體的相對(duì)體積分?jǐn)?shù)先升高后降低;710℃-1h試樣組織中奧氏體的相對(duì)體積分?jǐn)?shù)達(dá)到63％，再結(jié)晶晶粒和第二相顆粒的平均尺寸分別小于300nm和120nm。由于超細(xì)晶粒、第二相顆粒和奧氏體同時(shí)賦予其細(xì)晶強(qiáng)化、第二相強(qiáng)化和TRIP效應(yīng)，因此Mn12Ni2MoTi(Al)鋼超細(xì)晶粒雙相組織試樣的屈服強(qiáng)度和總延伸率可同時(shí)達(dá)到703.8MPa和22.7％，遠(yuǎn)高于淬火馬氏體組織試樣的屈服強(qiáng)度(457MPa)和總延伸率(12.6％)。

5、　　(3)冷軋Mn12Ni2MoTi(Al)鋼經(jīng)710℃，0.25h退火處理，試樣組織中形成了大量彌散第二相顆粒，隨退火時(shí)間延長(zhǎng)，這類顆粒一直存在且沒(méi)有明顯粗化;由于這類第二相顆粒有效阻礙了超細(xì)再結(jié)晶晶粒的粗化，因此710℃-24h試樣再結(jié)晶晶粒的平均尺寸仍然小于500nm;710℃退火1～4h試樣的拉伸曲線不僅存在明顯的屈服平臺(tái)，而且屈服平臺(tái)處強(qiáng)度高達(dá)800～900MPa，當(dāng)退火時(shí)間延長(zhǎng)至24h時(shí)，不僅拉伸曲線的屈服平臺(tái)消失，而且屈服