高应变率时的转变动力学测试及组织形貌观察

采用自行设计的双径试样，提出了高应变率时的转变这测试方法，并测定了奥氏体不锈钢在低温高应变率时应变衣发马氏体转变的动力学曲线，观察了不同变形阶段的组织形貌。结果表明：当应变量小于9％时，高应变率时的应变诱发马氏体转变量低于低应变率时的；当应变量大于9％时，则相反，观察到高应变率时应力平均与硬化阶段的TEM组织形貌分别对孪晶与断续的马氏体。     

316L不锈钢冷变形加工硬化机制及组织特征

通过对316L不锈钢的不同变形量的压缩试验,对其冷变形特性进行了研究.利用修正的Ludwik模型对流变应力数据进行非线性拟合,获得了316L不锈钢的真应力应变模型和加工硬化模型.试验结果表明:修正的Ludwik模型能较好的反映316L不锈钢真应力与应变关系;根据流变应力的变化规律,316L不锈钢冷变形流变应力可分为三个阶段,分别为真应变小于0.02的强加工硬化阶段,真应变在0.02与0.29之间的稳加工硬化阶段,以及真应变大于0.29的弱加工硬化阶段.电子显微技术研究表明316L不锈钢三个不同的变形阶段,其加工硬化机制、微观组织特征有所不同.     

奥氏体弹性能释放波促发马氏体相变形核机理

使用Gleeble－1500型热模拟机，采用钢的奥氏体预应变淬火方法控制钢中马氏体相变前的弹性应变能储备，研究了弹性应变能对马氏体相变形核的影响。实验结果表明，储存于奥氏体中的弹性应变能，对初始马氏体的形成有阻碍作用，但是初始马氏体的形成可诱发弹性能的释放，对后继马氏体的形成有促进作用，不仅使形核率增加，而且促进均匀形核。分析认为这是由于弹性能释放引起性波在晶体中传播所致，并进而提出了弹性波促发马氏体相变形核的物理模式。     

2Cr13Ni4Mn9亚稳奥氏体不锈钢冷变形状态下的组织与力学性能

采用透射电镜、X射线衍射及普通金相技术研究了2Cr13Ni4Mn9亚稳奥氏体不锈钢冷变形状态下的显微组织。结果表明,该钢在固溶状态下组织为单相奥氏体,冷变形后组织中出现了诱发的ε马氏体与α′马氏体,同时产生了大量的形变孪晶。电镜观察表明,γ、ε、α′总是伴生出现,三者间存在[10]_γ∥[111]_α′∥[01]_s的取向关系。拉伸试验结果表明,该钢的屈服强度、抗拉强度随形变量的增加较一般金属快。采用铁素体仪对不同形变量下的α′马氏体的定量测量表明,随形变量增加,α′马氏体量增多。这说明该钢冷变形下强度的增加不仅来自奥氏体本身的应变硬化,诱发的α′马氏体也具有重要的作用。     

一种高锰奥氏体钢组织和力学性能

研究了高锰奥氏体钢在室温及100℃条件下拉伸变形过程中组织变化.结果表明,高锰奥氏体钢在不同的拉伸变形条件下均产生了明显的塑性变形诱发马氏体相变(TRIP)效应,获得了较大的延伸率(60%～70%)和较高的抗拉强度(500～700 MPa).在10-3～10-1/s级别的初始应变速率范围内,实验钢对流变应力几乎不存在应变速率的敏感性.随着应变速率的增加,强度和塑性变化不大,由于该钢具有较好的综合机械性能,有望作为新一代高强度、高塑性汽车用钢.     

低碳Si-Mn系TRIP钢的动态拉伸性能

在气动式间接杆杆型冲击拉伸实验机上对工业生产的两种低碳Si-Mn系TRIP钢不同应变率下的高速冲击拉伸性能进行了研究,并和静态拉伸性能进行了比较.结果表明,两种钢的室温拉伸性能随应变率变化具有相同趋势,但动态下的应变率敏感性比静态下的要高得多.由于TRIP钢组织中残余奥氏体的变形诱发向马氏体的转变显著改善了材料的塑性.     

变形温度对Fe-11Mn-4Al-0.2C钢奥氏体稳定性的影响

以锰元素质量分数为11%的冷轧中锰钢为研究对象,通过分析在不同变形温度下实验钢的显微组织和力学性能的变化规律,研究变形温度对奥氏体稳定性的影响,最终确定Mσs的温度为20~25℃.结果表明,随着拉伸温度的升高,实验钢的奥氏体稳定性逐渐增高,应变硬化能力逐渐降低.在Mσs点附近进行拉伸时,实验钢中应力诱发马氏体相变和应变诱发马氏体相变两种机制并存,TRIP效应对实验钢强度和伸长率的贡献最大,因此综合力学性能最好.通过理论模型计算可得实验钢的奥氏体平均晶粒尺寸为0.70~0.71μm.     

应力状态对TRIP钢残余奥氏体稳定性的影响

通过单向拉伸、平面应变和双向等拉实验研究了宏观应力状态对相变诱发塑性(TRIP)钢中残余奥氏体稳定性的影响.实验中残余奥氏体在不同应变量的体积分数通过X-射线衍射法测量,并引入应力三维度水平来表征不同应力状态.结果表明,不管何种变形模式,TRIP钢中残余奥氏体的体积含量都随塑性应变的增大而减少,而且应力三维度水平越高,TRIP钢的相变速率越快,残余奥氏体的力学稳定性越差.基于此,给出了能够表征不同应力状态的应变诱发马氏体相变动力学方程.     

30Mn20Al3无磁钢加工硬化行为和组织变化

研究了30Mn20Al3无磁钢冷轧板经1 000和800℃固溶处理10 min后的拉伸变形加工硬化行为和组织结构变化.结果表明:该钢的加工硬化速率在不同变形阶段随真应变的变化呈现不同的规律,加工硬化指数随真应变增加而增加.OM和TEM观察显示,变形量小时,滑移为主要变形机制;变形量增大,变形机制以形变孪晶与位错及形变孪晶之间的交互作用为主;1 000℃固溶处理的晶粒尺寸较800℃大,变形过程中产生的形变孪晶较多,且随着变形量增加,形变孪晶可持续形成,增大了TWIP效应;晶粒尺寸减小使变形过程中的形变孪晶产生的临界应力增大,抑制形变孪晶的产生,从而减小了TWIP效应.     

不同温度变形量对AISI310S不锈钢组织和性能的影响

借助X射线衍射、扫描电子显微镜、透射电子显微镜、硬度测试及微拉伸试验等方法,分析了AISI310S奥氏体不锈钢在不同温度大变形后的组织和性能。分析结果表明:在不同温度大变形后,奥氏体不锈钢组织在不同变形量下均未发生应变诱发马氏体相变。在变形量较小的情况下,微观组织以高密度位错和位错缠结为主;随着变形量的增大,微观组织以形变孪晶为主;当变形量增大至90%以后,奥氏体不锈钢晶粒尺寸细化至纳米量级,深冷轧制晶粒细化程度显著高于室温冷轧。深冷轧制态的屈服强度、拉抗强度和硬度也均高于室温冷轧态。随着变形量的增大,延伸率明显下降,拉伸断口形貌均从韧性断裂向准解理断裂转变。     

形变过程中TRIP效应的相变热动态研究

采用拉伸与测温试验同时进行的方法,将应力应变曲线与热能曲线相结合,动态研究热轧TRIP钢拉伸过程中的相变热.研究表明:热轧TRIP钢在拉伸过程中材料增加的热能由部分转变的塑性功和马氏体相变热组成,因此,拉伸过程中实际测得的试样热能高于由塑性功转变的热能.利用平均综合热能损失系数对低速拉伸的TRIP钢的热能进行补充,通过计算与推导,证实了试样在刚进入塑性变形时,一定数量的较不稳定残余奥氏体首先集中发生马氏体相变,随着应变的进一步加大,剩余的较稳定的残余奥氏体根据其稳定情况发生马氏体相变的数量逐渐减少,在试样均匀延伸结束前绝大部分残余奥氏体已转变为马氏体.结合相变热变化可动态描述热轧TRIP钢形变过程中马氏体相变的情况.     

变形速率对2205双相不锈钢形变诱导相变的影响

通过单道次压缩热模拟试验,研究了2205双相不锈钢在热变形过程中组织组成相奥氏体相(γ)和铁素体相(δ)所占比例的变化情况.分析得到:2205双相不锈钢在热变形过程中存在奥氏体相和铁素体相之间的相互转变,且热变形过程中发生的两相之间的相互转变也是2205双相不锈钢热变形过程中的一种动态软化机制.变形速率对2205双相不锈钢热变形过程中发生的相转变的影响规律为:变形速率很小时,δ→γ的转变占较大比重;随着变形速率的升高,γ→δ所占比例增加.     

一种微合金化马氏体不锈钢的连续冷却转变研究

用膨胀法结合金相与硬度分析研究了一种新型水轮机叶片用V、N微合金化CrNiMo不锈钢的连续冷却转变行为,获得了该钢的连续冷却转变(CCT)曲线及不同冷却条件下的显微组织和硬度。结果表明,试验用钢的1、3、和温度分别为580℃、730℃、295℃和190℃,其贝氏体和铁素体分别在冷速小于0.5和0.2℃/s时出现,冷速在0.056~0.5℃/s之间时,硬度随着冷速的增大迅速增加,尔后随着冷速的增大,硬度缓慢升高。     

2Cr13钢调质后奥氏体粗晶遗传及其对性能的影响

本文对汽轮机末级叶片钢2Cr13粗晶马氏体在重新加热淬火后的粗晶遗传现象进行了研究,观察了在奥氏体化时恒温形成的动力学和组织结构。讨论了在相变区的加热速度、奥氏体化温度及保温时间对奥氏体晶粒的影响。研究表明,调质后粗晶奥氏体的遗传现象,是由于沿原奥氏体晶界碳化物偏聚析出的结果。还讨论了奥氏体晶粒度对调质后力学性能的影响,扫描及透射电镜观察结果表明,调质后的力学性能,主要取决于钢中碳化物的分布及尺寸。     

TRIP钢在连续冷却过程中的相变行为

与普通C-Mn不同,热轧生产TRIP钢需要着重考虑合金质量分数、冷却速率和剩余奥氏体碳浓度对相变行为的影响.以Avrami方程为基础,确定了热轧低碳Si-Mn系TRIP钢相变动力学模型参数,并定量地分析了不同w(Si)、变形量和冷却速率对热变形奥氏体相变的影响.应用该模型预测的CCT曲线与实测值符合得较好.计算结果表明,w(Si)或变形量增加都会促进铁素体相变,从而有利于剩余奥氏体中碳质量分数的增加.     

Fe-13Cr-5Ni马氏体不锈钢在连续加热过程中两相区的奥氏体生长行为

通过光学显微镜、透射电子显微镜、X射线衍射仪以及显微硬度仪研究Fe-13Cr-5Ni马氏体不锈钢在加热过程中的组织转变行为.结果表明,Fe-13Cr-5Ni钢在10℃·s-1的加热速率下,加热至奥氏体单相区,冷却至室温后具有明显的“组织遗传”现象.奥氏体以“针状”形式在马氏体板条界处形核并沿着马氏体板条界长大,与母相间保持Kurdjumov-Sachs(K-S)位向关系.加热至两相区不同温度然后淬火至室温,奥氏体的量随两相区保温温度的升高先增加再减少,650℃时对应室温下残余奥氏体的极大值,并且这一变化趋势与试样显微硬度测试结果所得结论一致.     

新一代热轧TRIP钢的研究

对热轧后等温淬火的热轧Si-Mn TRIP钢进行了研究,通过对该钢的组织性能检测,讨论了其相变诱发塑性(TRIP)机制.结果表明:热轧Si-Mn TRIP钢中发生了残余奥氏体的应变诱导马氏体相变,表现出抗拉强度和总延伸率的良好配合.残余奥氏体的稳定性随等温保温时间的增加而增加,进一步增加等温时间则又使残余奥氏体稳定性降低.等温25 min时力学性能最佳,抗拉强度、总延伸率和强韧性平衡分别达到了774 MPa,33%和25 542 MPa%的最高值.     

脉冲能量对激光冲击0Cr18Ni9奥氏体不锈钢组织与性能的影响

使用高功率激光器在水约束条件下对0Cr18Ni9奥氏体不锈钢进行了冲击试验,通过研究冲击加载下奥氏体的组织与性能变化特征,得出了下述主要结果:0Cr18Ni9奥氏体不锈钢在室温条件下通过不同激光功率的冲击,出现加工硬化现象,且功率越高,变形量越大,加工硬化也越明显.15 J能量和25 J能量冲击时,材料的微观组织以孪晶为主;42 J 能量冲击时,奥氏体出现相变特征,发生类马氏体相变.随着冲击功率的提高,孪晶逐渐细化,并在42 J能量下出现明显的孪晶与位错的交互作用,孪晶界上有大量的位错团塞积.