本文主要研究内容
作者王文（2019）在《孪生诱发塑性钢的组织、性能调控方法与机制》一文中研究指出：孪生诱发塑性(Twinning Induced Plasticity,TWIP)钢是一种新型高强韧合金钢,具有非常突出的综合力学性能,特别是极高的塑性,在航空航天、国防、交通及车辆等领域有着广泛的应用前景。TWIP钢的优异力学性能源自其塑性变形过程中大量形变孪晶的形成及由此产生的动态Hall-Petch效应,而该效应又与晶粒取向、尺寸、晶界及位错组态密切相关。因此,改变晶粒组织是调控TWIP钢力学性能的主要手段之一。另外,TWIP钢中由于缺乏钝化元素,耐蚀性相对较差,使之实际应用和服役效果受到一定限制。针对TWIP钢的强韧化原理及存在的不足,本文以30Mn-3Al-3Si高锰TWIP钢为对象,对不同加工方法的组织、性能调控作用及其机制进行了探索,并对材料表面耐蚀性调控方法及机制进行了探索,期望为改善TWIP钢的综合力学性能和耐蚀性提供科学依据。论文主要结果如下:1.纤维晶组织的形成及其力学行为采用中温锻造的方法,获得了以纤维状变形晶粒为主、少量细等轴晶为辅的晶粒组织,此时TWIP钢的强度显著提高,尤其是屈服强度,但塑性明显下降。随退火温度升高,TWIP钢组织中的纤维晶逐渐粗化,部分纤维晶粒变成板条状,细等轴晶则逐渐减少,同时材料强度逐渐下降,塑性不断提高。纤维晶TWIP钢低温退火(750℃)后的典型力学性能为:抗拉强度:727MPa;屈服强度:562MPa;断后伸长率:67.3%。综合性能明显优于普通等轴晶的TWIP钢。纤维晶TWIP钢锻态与低温退火态显示出相似的应变硬化行为。应变硬化率随真应变的变化可大致分为四个阶段,即应变硬化率快速下降阶段A和D,缓慢下降阶段B以及基本恒定阶段C。与普通等轴晶的TWIP钢相比,纤维晶TWIP钢锻态与低温退火态不仅出现了阶段B,而且有明显的屈服点现象,两者出现的应变区域和产生的机制是相同的。位错快速形成、增殖,位错亚结构产生,以及小角度晶界和孪晶界对位错的钉扎作用是出现屈服点的原因。2.细等轴晶组织的形成及其力学行为利用大变形轧制和再结晶退火的方法,制备出了不同晶粒尺寸的细等轴晶TWIP钢。结果表明,退火初期,组织中位错运动形成高密度位错墙、位错缠结及位错网。位错墙促使亚晶结构出现,而位错缠结以及位错网为再结晶晶粒形核提供了基底,位错及初始小晶粒逐渐被大晶粒吞噬,最后形成晶粒尺寸相近的等轴晶组织。再结晶晶粒尺寸随退火温度升高而增大。于最低温度650℃退火,晶粒尺寸约8μm,TWIP钢抗拉强度达722MPa,断后伸长率约53%;于最高温度1050℃退火,晶粒尺寸增至45μm,抗拉强度降至578MPa,断后伸长率增至88%。显然,退火温度越高,塑性越好,反之亦然。因此可以通过改变退火温度来调控TWIP钢的综合性能。当退火温度达850℃以上时,TWIP钢拉伸应力应变曲线上出现明显的上下屈服点现象。该现象的产生是Cottrell气团钉扎位错使之运动受限以及位错脱钉产生屈服的共同结果。3.柱状晶组织的形成及其力学行为采用定向凝固的方法生长出单一柱状晶组织的TWIP钢。对凝固速率与柱状晶形貌、枝晶间距、拉伸力学性能等参数的关系进行了实验分析。观察发现,随凝固速率增加,合金元素偏析程度逐渐减弱,柱状晶枝晶间距减小,柱状晶形态越明显。凝固速率最低即R=60μm/s时,TWIP钢的塑性最好,断后伸长率高达97.5%;凝固速率最高即R=240μm/s时,强度最高,抗拉强度达563MPa。因此可以通过改变凝固速率来调控TWIP钢的综合性能。柱状晶TWIP钢拉伸时的应变硬化率随真应变的变化可分为五个阶段,即应变硬化率急剧下降阶段A和E,基本保持恒定阶段B和D,以及连续上升阶段C。上述五个阶段中,阶段C对应于材料塑性变形的全过程。此阶段应变硬化率连续上升的原因与塑性变形过程中大量形变孪晶形成及其与位错交互作用有关。由于孪晶界对位错运动有强烈的阻碍作用,造成位错塞积,位错平均自由程减小,从而产生动态Hall-Petch效应,故使应变硬化率的增加。4.表面金属间化合物组织的形成及其腐蚀行为通过热浸铝结合扩散热处理的方法,在TWIP钢表面形成了一层含多种金属间化合物的过渡层。分析表明,该过渡层初始组织由富铝的Fe2Al5和FeAl3金属间化合物组成。经1050℃扩散热处理,扩散层中Fe2Al5和FeAl3相全部转变为富铁的Fe3Al相。在氯化钠溶液中进行的电化学试验表明,浸铝后再进行1050℃扩散热处理,可以显著改善过渡层的耐蚀性。这是因为材料表面形成的氧化膜比较稳定,并且Fe3Al相的腐蚀速率显著低于TWIP钢基体。
Abstract
luan sheng you fa su xing (Twinning Induced Plasticity,TWIP)gang shi yi chong xin xing gao jiang ren ge jin gang ,ju you fei chang tu chu de zeng ge li xue xing neng ,te bie shi ji gao de su xing ,zai hang kong hang tian 、guo fang 、jiao tong ji che liang deng ling yu you zhao an fan de ying yong qian jing 。TWIPgang de you yi li xue xing neng yuan zi ji su xing bian xing guo cheng zhong da liang xing bian luan jing de xing cheng ji you ci chan sheng de dong tai Hall-Petchxiao ying ,er gai xiao ying you yu jing li qu xiang 、che cun 、jing jie ji wei cuo zu tai mi qie xiang guan 。yin ci ,gai bian jing li zu zhi shi diao kong TWIPgang li xue xing neng de zhu yao shou duan zhi yi 。ling wai ,TWIPgang zhong you yu que fa dun hua yuan su ,nai shi xing xiang dui jiao cha ,shi zhi shi ji ying yong he fu yi xiao guo shou dao yi ding xian zhi 。zhen dui TWIPgang de jiang ren hua yuan li ji cun zai de bu zu ,ben wen yi 30Mn-3Al-3Sigao meng TWIPgang wei dui xiang ,dui bu tong jia gong fang fa de zu zhi 、xing neng diao kong zuo yong ji ji ji zhi jin hang le tan suo ,bing dui cai liao biao mian nai shi xing diao kong fang fa ji ji zhi jin hang le tan suo ,ji wang wei gai shan TWIPgang de zeng ge li xue xing neng he nai shi xing di gong ke xue yi ju 。lun wen zhu yao jie guo ru xia :1.qian wei jing zu zhi de xing cheng ji ji li xue hang wei cai yong zhong wen duan zao de fang fa ,huo de le yi qian wei zhuang bian xing jing li wei zhu 、shao liang xi deng zhou jing wei fu de jing li zu zhi ,ci shi TWIPgang de jiang du xian zhe di gao ,you ji shi qu fu jiang du ,dan su xing ming xian xia jiang 。sui tui huo wen du sheng gao ,TWIPgang zu zhi zhong de qian wei jing zhu jian cu hua ,bu fen qian wei jing li bian cheng ban tiao zhuang ,xi deng zhou jing ze zhu jian jian shao ,tong shi cai liao jiang du zhu jian xia jiang ,su xing bu duan di gao 。qian wei jing TWIPgang di wen tui huo (750℃)hou de dian xing li xue xing neng wei :kang la jiang du :727MPa;qu fu jiang du :562MPa;duan hou shen chang lv :67.3%。zeng ge xing neng ming xian you yu pu tong deng zhou jing de TWIPgang 。qian wei jing TWIPgang duan tai yu di wen tui huo tai xian shi chu xiang shi de ying bian ying hua hang wei 。ying bian ying hua lv sui zhen ying bian de bian hua ke da zhi fen wei si ge jie duan ,ji ying bian ying hua lv kuai su xia jiang jie duan Ahe D,huan man xia jiang jie duan Byi ji ji ben heng ding jie duan C。yu pu tong deng zhou jing de TWIPgang xiang bi ,qian wei jing TWIPgang duan tai yu di wen tui huo tai bu jin chu xian le jie duan B,er ju you ming xian de qu fu dian xian xiang ,liang zhe chu xian de ying bian ou yu he chan sheng de ji zhi shi xiang tong de 。wei cuo kuai su xing cheng 、zeng shi ,wei cuo ya jie gou chan sheng ,yi ji xiao jiao du jing jie he luan jing jie dui wei cuo de ding za zuo yong shi chu xian qu fu dian de yuan yin 。2.xi deng zhou jing zu zhi de xing cheng ji ji li xue hang wei li yong da bian xing ga zhi he zai jie jing tui huo de fang fa ,zhi bei chu le bu tong jing li che cun de xi deng zhou jing TWIPgang 。jie guo biao ming ,tui huo chu ji ,zu zhi zhong wei cuo yun dong xing cheng gao mi du wei cuo qiang 、wei cuo chan jie ji wei cuo wang 。wei cuo qiang cu shi ya jing jie gou chu xian ,er wei cuo chan jie yi ji wei cuo wang wei zai jie jing jing li xing he di gong le ji de ,wei cuo ji chu shi xiao jing li zhu jian bei da jing li tun shi ,zui hou xing cheng jing li che cun xiang jin de deng zhou jing zu zhi 。zai jie jing jing li che cun sui tui huo wen du sheng gao er zeng da 。yu zui di wen du 650℃tui huo ,jing li che cun yao 8μm,TWIPgang kang la jiang du da 722MPa,duan hou shen chang lv yao 53%;yu zui gao wen du 1050℃tui huo ,jing li che cun zeng zhi 45μm,kang la jiang du jiang zhi 578MPa,duan hou shen chang lv zeng zhi 88%。xian ran ,tui huo wen du yue gao ,su xing yue hao ,fan zhi yi ran 。yin ci ke yi tong guo gai bian tui huo wen du lai diao kong TWIPgang de zeng ge xing neng 。dang tui huo wen du da 850℃yi shang shi ,TWIPgang la shen ying li ying bian qu xian shang chu xian ming xian de shang xia qu fu dian xian xiang 。gai xian xiang de chan sheng shi Cottrellqi tuan ding za wei cuo shi zhi yun dong shou xian yi ji wei cuo tuo ding chan sheng qu fu de gong tong jie guo 。3.zhu zhuang jing zu zhi de xing cheng ji ji li xue hang wei cai yong ding xiang ning gu de fang fa sheng chang chu chan yi zhu zhuang jing zu zhi de TWIPgang 。dui ning gu su lv yu zhu zhuang jing xing mao 、zhi jing jian ju 、la shen li xue xing neng deng can shu de guan ji jin hang le shi yan fen xi 。guan cha fa xian ,sui ning gu su lv zeng jia ,ge jin yuan su pian xi cheng du zhu jian jian ruo ,zhu zhuang jing zhi jing jian ju jian xiao ,zhu zhuang jing xing tai yue ming xian 。ning gu su lv zui di ji R=60μm/sshi ,TWIPgang de su xing zui hao ,duan hou shen chang lv gao da 97.5%;ning gu su lv zui gao ji R=240μm/sshi ,jiang du zui gao ,kang la jiang du da 563MPa。yin ci ke yi tong guo gai bian ning gu su lv lai diao kong TWIPgang de zeng ge xing neng 。zhu zhuang jing TWIPgang la shen shi de ying bian ying hua lv sui zhen ying bian de bian hua ke fen wei wu ge jie duan ,ji ying bian ying hua lv ji ju xia jiang jie duan Ahe E,ji ben bao chi heng ding jie duan Bhe D,yi ji lian xu shang sheng jie duan C。shang shu wu ge jie duan zhong ,jie duan Cdui ying yu cai liao su xing bian xing de quan guo cheng 。ci jie duan ying bian ying hua lv lian xu shang sheng de yuan yin yu su xing bian xing guo cheng zhong da liang xing bian luan jing xing cheng ji ji yu wei cuo jiao hu zuo yong you guan 。you yu luan jing jie dui wei cuo yun dong you jiang lie de zu ai zuo yong ,zao cheng wei cuo sai ji ,wei cuo ping jun zi you cheng jian xiao ,cong er chan sheng dong tai Hall-Petchxiao ying ,gu shi ying bian ying hua lv de zeng jia 。4.biao mian jin shu jian hua ge wu zu zhi de xing cheng ji ji fu shi hang wei tong guo re jin lv jie ge kuo san re chu li de fang fa ,zai TWIPgang biao mian xing cheng le yi ceng han duo chong jin shu jian hua ge wu de guo du ceng 。fen xi biao ming ,gai guo du ceng chu shi zu zhi you fu lv de Fe2Al5he FeAl3jin shu jian hua ge wu zu cheng 。jing 1050℃kuo san re chu li ,kuo san ceng zhong Fe2Al5he FeAl3xiang quan bu zhuai bian wei fu tie de Fe3Alxiang 。zai lv hua na rong ye zhong jin hang de dian hua xue shi yan biao ming ,jin lv hou zai jin hang 1050℃kuo san re chu li ,ke yi xian zhe gai shan guo du ceng de nai shi xing 。zhe shi yin wei cai liao biao mian xing cheng de yang hua mo bi jiao wen ding ,bing ju Fe3Alxiang de fu shi su lv xian zhe di yu TWIPgang ji ti 。
论文参考文献
论文详细介绍
论文作者分别是来自中国科学技术大学的王文，发表于刊物中国科学技术大学2019-07-12论文，是一篇关于孪生论文,孪晶论文,位错论文,力学性能论文,耐蚀性论文,晶粒形貌论文,中国科学技术大学2019-07-12论文的文章。本文可供学术参考使用，各位学者可以免费参考阅读下载，文章观点不代表本站观点，资料来自中国科学技术大学2019-07-12论文网站，若本站收录的文献无意侵犯了您的著作版权，请联系我们删除。
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