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.     

耦合TRIP效应的TRIP型多相钢本构模型及其在冲压中的应用

提出了一个耦合TRIP(Transformation Induced Plasticity)效应和考虑材料各向异性的TRIP型多相钢的本构模型.TRIP效应通过与应力状态和塑性应变相关的马氏体动力学方程来描述.把所建立的TRIP钢本构模型在商业有限元软件中进行二次开发,对TRIP型多相钢的应力应变关系和成形性能进行了仿真计算,仿真结果与实验结果符合很好.由于TRIP效应减小了材料的弹性模量,因此在回弹仿真中考虑到弹性模量变化来提高回弹预测的精度,与传统的认为弹性模量在成形过程中保持不变的仿真结果相比,所建立的模型能够很好地说明TRIP钢回弹大的主要原因,为提高TRlP钢的成形性能和精度打下了理论基础.     

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.     

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M_(d30)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M_(d30))发生改变,进而将导致试验钢的变形机制变化。     

Fe-20Mn-2.6Al-2.6Si钢拉伸变形机理研究

采用金相显微镜、X射线衍射仪和透射电子显微镜研究了Fe-20Mn-2.6Al-2.6Si TRIP/TWIP钢在不同变形量下的微观组织变化.结果表明:在应变初期,主要是形成层错和位错;随应变的增大,γ奥氏体相逐渐减少,ε马氏体相和α马氏体相增多;在断裂阶段,主要组成相为α马氏体,即Fe-20Mn-2.6Al-2.6Si钢在拉伸变形过程中主要发生γ→ε→α或γ→α相变诱导塑性变形.金相组织表明:该钢变形量达到6.5%时,开始出现许多平直的条纹(通常称为形变孪晶);但高分辨透射电镜研究表明:不同程度变形后的微观组织都难以观察到形变孪晶,而那些金相组织和低倍透射电镜照片上的平直条纹往往是ε马氏体相,这进一步证实该钢的变形机制主要是TRIP效应.     

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.     

N含量对高锰奥氏体TWIP钢高温氧化行为的影响

通过恒温氧化增重实验和扫描电镜观察及XRD分析,研究了N含量对高锰奥氏体孪晶诱发塑性(TWIP)钢的高温氧化动力学过程及氧化产物的影响。结果表明:随着钢中N含量的增大,高锰奥氏体TWIP钢在高温氧化时形成的氧化层致密度提高,减少了氧化层两侧原子的扩散通道,阻碍了氧化反应的进行,可有效提高其耐高温氧化性。另外,N含量对氧化层的相组成也具有显著的影响。     

无硅TRIP钢力学性能的研究

无硅TRIP钢采用临界区加热等温淬火热处理,获得铁素体,贝氏体及大量稳定残余奥氏体的三相组织·通过对其显微组织观察,断口形貌分析,与高硅TRIP钢力学性能的相互比较,探讨了无硅TRIP钢相变诱发塑性的行为·结果表明:无硅TRIP钢在拉伸变形过程中,应变诱导相变,相变诱发塑性;其拉伸断口形貌呈韧性断口特征;经790℃加热在400℃等温5min时,抗拉强度达到754MPa,延伸率达到36%,综合性能(强塑积)达到27144MPa%的最高值·     

相变诱发塑性钢的流动应力模型

在Eshelby等效夹杂理论和Mori-Tanaka平均场理论的基础上,建立了TRIP(transformation induced plastici-ty)钢单向拉伸代表体单元模型,分析了TRIP钢单向拉伸变形中各组成相的弹塑性变形行为,获得了考虑相变诱发塑性效应的TRIP钢流动应力计算模型,并将计算结果与试验结果进行了比较分析.该模型建立了由相变引起各微观相体积比的变化与TRIP钢宏观流动应力之间的内在联系.计算结果与试验结果的比较表明,该模型正确地预测了TRIP钢的流动应力,将为TRIP钢材料性能的描述及相关的数值仿真技术提供参考.     

大变形轧制超细晶TWIP钢的组织及性能研究

通过大变形异步-同步轧制及随后600 ℃和700 ℃退火处理,成功制备了超细晶高锰TWIP钢,并研究了退火处理对大变形TWIP钢的组织和性能的影响.研究结果表明:经96%异步-同步大变形轧制后,材料组织显著细化,抗拉强度从621 MPa大幅提升至2 050 MPa; 经过600 ℃退火后,大变形轧制TWIP钢的组织基本完成了再结晶,材料的平均晶粒尺寸约为500 nm,抗拉强度1 079 MPa,延伸率达到了29%; 而经过700 ℃退火后,大变形TWIP钢的组织发生了完全再结晶,平均晶粒尺寸约为600 nm,抗拉强度达到了1 101 MPa,延伸率达到了54%.退火后的组织中存在大量的层错、位错胞等亚结构.相对于大变形轧制态和600 ℃退火态,700 ℃退火态的超细晶TWIP钢的优异的综合力学性能,主要源于孪晶诱发塑性变形机制及合金较低的层错能.     

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1000℃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.     

不同温度和应变速率下TRIP钢的流动应力

对相变诱发塑性钢TRIP780进行了298,333,363 K温度下且应变速率为10-4,10-2,100,102,103 s-1时的单向拉伸试验.分析了TRIP780钢的流动应力对温度和应变速率的敏感性,并讨论了Johnson-Cook(JC)和Khan-Huang-Liang(KHL)流动应力模型对TRIP780钢的适用性.结果表明:TRIP780钢的流动应力呈现对应变速率的正向敏感性和对温度的负向敏感性,且在高应变速率下流动应力对应变速率的敏感性降低;JC模型对TRIP780钢流动应力拟合在小应变水平下比KHL模型更加准确,而KHL模型在大应变水平下有更高的精度.     

热处理工艺对TRIP钢性能的影响

采用亚临界等温淬火热处理工艺,得到了含有大量稳定残留奥氏体的一种新型高强度复相钢。该网在Ｍａ－Ｍｄ温度之间形变时,因残留奥氏体的应变诱导马氏体相变和相变诱发塑性－ＴＲＩＰ,延伸率大幅度提高,通过对其力学性能测试及其显微组织分析,探讨了ＴＲＩＰ效应提高结构钢性能的机理,研究了热处理工艺对ＴＲＩＰ结构钢性能的影响。     

硅、锰合金元素含量对TRIP结构钢力学性能的影响

在不含Ｃｒ,Ｎｉ的Ｓｉ Ｍｎ结构钢中,因残余奥氏体的应变诱导相变和相变诱发塑性,可得到良好的强度与塑性配合的综合性能·通过对二种成分Ｓｉ ＭｎＴＲＩＰ钢力学性能的比较及其组织分析,探讨了ＴＲＩＰ效应提高结构钢力学性能的机理·结果表明,含有一定Ｍｎ合金元素的ＴＲＩＰ结构钢,当Ｓｉ含量小于２０％时,含Ｓｉ量愈高,其力学性能愈好·     

可焊可热镀锌相变诱发塑性钢研制

分析了强塑性组合极好的相变塑性钢在应用的广泛性方面,反而远不及强塑性不如它的双相钢的原因.参照热力学和动力学计算结果,研制了可热镀锌并具有良好焊接性的相变塑性钢,并得到试验和生产证实.为了适应国内钢厂生产,提出以磷代硅以提高钢的可镀性方法,从而代替代了国外以铝代硅的方法.     

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.     

Development and formability analysis of TRIP seamless steel tube

In this paper, the production technology of transformation induced plasticity （TRIP） steel was first introduced into the steel tube manufacture field to produce the steel tubes with high strength and plasticity. The TRIP seamless steel tubes with the microstructure of ferrite, bainite, retained austenite and a little martensite were successfully fabricated using a cold-drawn steel tube with two-stage heat treatment technique and continu- ous heat treatment process, respectively. The ring tensile test and cold bend test were carried out to study the formability of the newly developed TRIP seamless steel tube. The results showed that the TRIP seamless steel tubes have a good cold formability, and they are available to be used in the tube hydroforming process. In ad- dition, the equipment of continuous heat treatment developed in the current study can be used to produce TRIP steel tube, and it may serve as an important reference for the industrial production of TRIP steel tube.     

控轧控冷TRIP钢的微观相组成及其与力学性能的关系

采用电子背散射衍射技术等实验方法,研究了控轧控冷工艺制备的铌钒微合金化C-Mn-Si系热轧TRIP钢的显微组织及相组成,并分析了与其对应的力学性能．奥氏体轧制过程中的热变形及随后的冷却工艺对最终各相组织的形貌、大小和分布都有直接影响,并决定TRIP钢最终的力学性能．对TRIP钢卷取温度的模拟结果显示,与450和350℃模拟卷取温度相比,400℃模拟卷取温度能使该钢获得更好的综合力学性能．