Fe-Mn-Al-C(-Nb)TRIP-TWIP鋼的組織細化研究.pdf

1、隨著汽車輕量化的發(fā)展，以及世界范圍內(nèi)日益增長的對環(huán)保、能源的重視，近年來，作為汽車合作伙伴的鋼鐵行業(yè)也掀起了超高強高塑性等高指標節(jié)能型汽車用鋼的研發(fā)熱潮。在眾多提高鋼鐵材料強韌性的方法中，細化組織是唯一提高強度而不降低韌性的方法。目前鋼鐵組織細化已成為材料研究的重要方向。本文從兩方面去研究高錳TWIP(twinning induced plasticity)鋼的組織細化:一方面是等通道轉(zhuǎn)角擠壓(ECAP，equalchannel ang

2、ular pressing)法;另一方面是合金元素(Nb)的細化作用。
　　本文通過力學(xué)性能測試，結(jié)合光學(xué)顯微鏡(OM)、X射線衍射(XRD)、掃描電鏡(SEM)和透射電鏡(TEM)等表征技術(shù)，探討ECAP擠壓過程中組織的演變、Nb合金元素對TWIP鋼的影響、TWIP鋼的力學(xué)性能，并對TWIP鋼中的TWIP效應(yīng)機制和馬氏體相變形成機制進行了較為系統(tǒng)的研究，獲得以下主要研究結(jié)果。
　　(1)成功地實現(xiàn)了500℃和600℃時TW

3、IP鋼的C方式ECAP變形，含Mn23.8％的實驗鋼經(jīng)4道次ECAP變形后，試樣的組織顯著細化，獲得了大角度晶界等軸組織。組織觀察表明:第1道次組織細化效果最顯著，隨后道次的主要作用是增加品粒的取向差，具有大角度晶界晶粒的比例隨變形道次增加而增加;4道次ECAP擠壓變形后，力學(xué)性能發(fā)生了很大變化:顯微硬度由原材料的172.3Hv增加到300.9Hv。含Mn31.1％的實驗鋼經(jīng)ECAP變形后，晶粒細化不明顯。
　　(2)研究表明從9

4、00℃～1100℃，隨著固溶溫度的升高，鋼板的抗拉強度和屈服強度降低，而延伸率升高迅速，但在1200℃時塑性卻大幅降低;TWIP鋼優(yōu)良的力學(xué)性能來自于形變過程中的孿生誘發(fā)塑性效應(yīng)（Twinning Induced Plasticity, TWIP效應(yīng)）或馬氏體相變誘發(fā)塑性（Transformation Induced Plasticity, TRIP效應(yīng)）。
　　(3)對含Nb的TWIP鋼的微觀結(jié)構(gòu)表征顯示，鈮的加入顯著降低奧氏體