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文檔簡介
1、本文用ThermoCalc軟件進行了TRIP鋼的成分設(shè)計,在熱力學(xué)計算的基礎(chǔ)上,確定了TRIP鋼的熱處理工藝,據(jù)此制備了低碳低硅和微合金TRIP鋼。并研究了多種TRIP鋼的性能,實現(xiàn)了相變誘發(fā)塑性鋼(TRIP鋼)在汽車中的應(yīng)用。 論文主要內(nèi)容如下: 1.用ThermoCalc軟件進行了材料的熱力學(xué)計算(包括平衡態(tài)和偏平衡態(tài)的計算),設(shè)計了可熱鍍鋅低碳低硅TRIP和超高強度微合金TRIP鋼的成分。依此確定了熱處理工藝并制備
2、了多種TRIP鋼。 2.研究了低碳低硅TRIP鋼SH的成形性能,發(fā)現(xiàn)其FLD<,0>達到27.2%,成形性良好。TRIP鋼的斷裂機理為等軸鐵素體先發(fā)生變形,形成微孔洞,然后微孔洞按一定取向在鐵素體中貫穿擴展、貫通形成裂紋,裂紋遇到硬質(zhì)相貝氏體時沿其邊緣行走,遇到殘余奧氏體時,應(yīng)力集中促使相變誘發(fā)塑性,松弛集中應(yīng)力,形成裂紋鈍化,而后裂紋扭折、轉(zhuǎn)向繼續(xù)擴展。 3.SH鋼拉拉疲勞的疲勞極限σ<,0.1>為405MPa,符合σ
3、<,0.1>=774-0.03981gN公式。低周疲勞的循環(huán)應(yīng)變硬化系數(shù)N'=0.1887,循環(huán)強度系數(shù)K'=1547MPa;符合公式。裂紋擴展門檻值△K<,m>為229MPa(mm)<'1/2>,符合公式。較高的疲勞強度和裂紋擴展門檻值表明SH鋼具備良好的疲勞性能。 4.開發(fā)了780MlPa和980MPa級別的微合金TRIP鋼1#、2#和4#,延伸率均達到20%左右。1#、2#和4#微合金TRIP鋼激光焊接的焊縫均沒有出現(xiàn)冷裂
4、紋和其它缺陷。激光焊接熔融區(qū)和融合線附近得到全馬氏體組織,相應(yīng)區(qū)域的硬度也最高。隨碳當(dāng)量提高焊縫的最高硬度升高。激光焊接小試樣的單向拉伸性能明顯變差,而Erichsen杯突試驗發(fā)現(xiàn)激光焊接板的成形性能較好。 5.用GMAW焊接方法研究TRIP鋼的可焊性發(fā)現(xiàn),SH鋼和B鋼焊縫綜合機械性能試驗結(jié)果均顯示焊縫具有足夠的強度;室溫和-20℃時焊縫金屬和熱影響區(qū)也均具有相當(dāng)高的抗沖擊能力,高于27J/cm<'2>。由于TRIP鋼較高的合金
5、元素含量增加了材料的冷裂敏感性,在焊接結(jié)構(gòu)定型和不預(yù)熱的情況下只有嚴(yán)格控制焊縫中的含氫量才能防止冷裂紋,需控制保護氣體的純度大于99.8%。T型接頭焊接裂紋試驗、CTS裂紋試驗和斜Y坡口焊接裂紋試驗均表明TRIP鋼SH與B均具有良好的抗裂紋能力。SH鋼焊接裂紋試驗的結(jié)果為表面裂紋率、斷面裂紋率和根部裂紋率全部為0,B鋼焊接裂紋試驗中,除了Y坡口焊接裂紋試驗的斷面裂紋率為3.4%(也低于具有抗裂紋敏感性的斷面裂紋率經(jīng)驗值lO%)外,其余試
6、驗的裂紋率也全部為0。試驗表明與B鋼相比SH鋼可焊性更好。 6.微合金化TRIP鋼氣體保護焊焊接模擬的熱影響區(qū)粗晶區(qū)(CGHAZ)組織和性能研究發(fā)現(xiàn)CGHAZ的沖擊韌性值隨著碳當(dāng)量的提高呈明顯下降趨勢。單獨添加v對改善TRIP鋼的CGHAZ性能不起明顯作用。Ti和V復(fù)合添加對改善TRIP鋼的CGHAZ性能起明顯作用。熱力學(xué)預(yù)測計算的結(jié)果與實際完全一致,證明Ti和v復(fù)合的第二相碳氮化物粒子是阻礙奧氏體晶界移動并阻止晶粒長大,使TR
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