含Nb高錳鋼的組織與性能研究.pdf

1、為適應(yīng)現(xiàn)代汽車減重、節(jié)能和安全舒適等特點(diǎn),近年來新開發(fā)的含15～25％Mn、2～4％Si、2～4％Al的高錳鋼顯示出極高的延伸率(60～95％)和高的強(qiáng)度(600～1100MPa),在汽車制造業(yè)中有廣泛的應(yīng)用前景,其優(yōu)良的力學(xué)性能來自于變形過程中的孿生誘發(fā)塑性效應(yīng)(Twinning Induced Plasticity,TWIP效應(yīng))或馬氏體相變誘發(fā)塑性(TransformaTiO2Induced Plasticity,TRIP效應(yīng))。

2、盡管Mn、Si、Al對(duì)TWIP鋼的顯微組織及其性能的影響已有較多的研究,并且Nb對(duì)TWIP鋼組織與性能的影響也有一定的研究,但是對(duì)TWIP效應(yīng)和TRIP效應(yīng)的機(jī)制尚未充分揭示。
　　 本文設(shè)計(jì)了不含鈮和含鈮的兩種TWIP鋼,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Nb元素對(duì)TWIP鋼層錯(cuò)能和力學(xué)性能及顯微組織的影響,并對(duì)TWIP鋼中的TWIP效應(yīng)機(jī)制、

3、馬氏體相變方式進(jìn)行了較為系統(tǒng)的研究,主要結(jié)論如下:
　　 (1)計(jì)算Fe-Mn-Al-C合金的層錯(cuò)能,并分析加入合金元素Si或Nb對(duì)合金層錯(cuò)能的影響,其中Si元素的加入降低實(shí)驗(yàn)鋼的層錯(cuò)能,而加入Nb元素可以提高鋼的層錯(cuò)能。
　　 (2)對(duì)不含Nb和含Nb兩種實(shí)驗(yàn)鋼進(jìn)行熱軋實(shí)驗(yàn),并進(jìn)行固溶處理,獲得熱軋狀態(tài)和固溶處理狀態(tài)下的合金,分析比較固溶處理對(duì)實(shí)驗(yàn)鋼力學(xué)性能和顯微組織的影響。發(fā)現(xiàn)經(jīng)過固溶處理后,兩實(shí)驗(yàn)鋼的抗拉強(qiáng)度和屈服

4、強(qiáng)度均降低,而塑性升高。
　　 (3)隨固溶處理溫度的升高,不含Nb與含Nb實(shí)驗(yàn)鋼的屈服強(qiáng)度和抗拉強(qiáng)度均降低。當(dāng)固溶溫度達(dá)到較高的1200℃時(shí),含Nb實(shí)驗(yàn)鋼塑性繼續(xù)增加,而不含Nb實(shí)驗(yàn)鋼由于組織粗化塑性略有降低。這主要是由于Nb使鋼組織中的退火孿晶的數(shù)量和尺寸繼續(xù)增加。
　　 經(jīng)計(jì)算,Si元素可以降低合金的層錯(cuò)能,Nb元素的加入可以提高合金的層錯(cuò)能。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,不含鈮實(shí)驗(yàn)鋼變形過程中主要發(fā)生TRIP效應(yīng),而含鈮實(shí)驗(yàn)鋼變