亚稳态奥氏体不锈钢冷轧板塑性成型性能研究

论文摘要

301L冷轧强化系列板是制造轨道不锈钢轻量车体的主材,随着国内、外对不锈钢客车需求量的不断增大,对301L冷轧板国产化的需求也愈加迫切,但是,对国产板材进行塑性成型时容易出现裂纹、局部冲裂和起皱现象。为了解决这些应用中的问题,本文对国产板和日本板进行了冲压成形性能和工艺性的对比试验研究。本文的研究内容可分为基础和应用两部分,在基础研究部分中,对国产301L-MT和301L-ST板在低应变速率下进行拉伸试验,获得与材料冲压成形性能相关的机械性能、应变硬化指数和塑性应变比等各种参数,作为研究板材成型性能的基础。在应用研究部分中,对国产301L-DLT和日本SUS301L-DLT板进行室温弯曲成形对比试验,研究材料性能和工艺参数对弯曲成型件的影响；对国产301L-MT、301L-ST、301L-DLT和日本SUS301L-DLT板进行杯突试验,分析成型件马氏体转变量与硬度的关系；采用成形极限试验测定国产301L-MT和301L-ST板胀形成型件轧制方向与垂直轧制方向的等效应变和马氏体转变量,研究变形过程中应变诱发马氏体转变对板材胀形性能的影响。研究结果表明,国产301L-MT板的屈服强度和屈强比明显大于301L-ST,屈服强度的各向异性不明显,抗拉强度、屈强比和断裂延伸率各向异性明显。301L-ST的n值大于301L-MT,而r、△r值较小；301L-MT板的各向异性较301L-ST板明显,易在0°和90°方向产生凸耳,更易出现变形不均匀,相比之下硬化等级较低的301L-ST板的冲压成形性能较优。301L-ST的杯突值和成型件的马氏体转变量都高于301L-MT。无论是轧制方向还是垂直轧制方向,301L-MT的马氏体转变量明显高于301L-ST；沿轧制方向,等效应变强度受材料性能影响较大,垂直轧制方向,等效应变强度受加载力影响更明显。弯曲成形试验表明,SUS301L-DLT较301L-DLT容易产生应变诱发马氏体转变；厚的板材马氏体转变量相对较多；当其弯曲角度小于90°时,国产板和进口板的弯曲变形行为很接近,进口板的杯突成形性能明显优于国产板。

论文目录

• 致谢
• 中文摘要
• ABSTRACT
• 序
• 1 引言
• 1.1 选题
• 1.2 不锈钢客车的发展与应用
• 1.2.1 国外不锈钢客车的发展与应用
• 1.2.2 国内不锈钢客车的发展与应用
• 1.3 稳态奥氏体不锈钢的塑性变形及马氏体转变
• 1.3.1 塑性加工技术的发展及应用
• 1.3.2 应变诱发马氏体形核长大机制与层错能的关系
• 1.3.3 马氏体的应力辅助转变和应变诱发转变
• 1.3.4 稳态奥氏体不锈钢形变时的应变诱发马氏体转变
• 1.4 本论文的研究目的和内容
• 1.4.1 本论文的研究目的
• 1.4.2 本论文的研究内容
• 2 室温静载单轴拉伸变形行为
• 2.1 单轴拉伸试验材料
• 2.2 机械性能及n值与r值的测定
• 2.2.1 性能检测
• 2.2.2 数据处理
• 2.3 试验结果及分析
• 2.3.1 机械性能
• 2.3.2 应变硬化指数n值
• 2.3.3 塑性应变比r值
• 2.4 结果讨论
• 3 室温弯曲成形性能
• 3.1 引言
• 3.2 试验材料及方法
• 3.2.1 试验材料
• 3.2.2 弯曲性能测试
• 3.2.3 弯曲成型件马氏体含量的测定
• 3.2.4 弯曲成型件显微组织的观察
• 3.3 试验结果及分析
• 3.3.1 材料性能对马氏体转变量的影响
• 3.3.2 板材厚度对马氏体转变量的影响
• 3.3.3 弯曲角度对马氏体变形量的影响
• 3.3.4 显微组织分析
• 3.3.5 晶粒取向分析
• 3.4 结果讨论
• 4 室温拉胀成形性能
• 4.1 引言
• 4.2 试验材料及方法
• 4.2.1 杯突试验一
• 4.2.2 杯突试验二
• 4.2.3 胀形成型件等效应变的测定
• 4.2.4 马氏体转变量的测定
• 4.2.5 维氏显微硬度的测定
• 4.2.6 显观组织的分析
• 4.2.7 断口形貌分析
• 4.3 试验结果及分析
• 4.3.1 杯突试验结果与分析
• 4.3.2 杯突成型件的马氏体转变量分析
• 4.3.3 杯突二成型件的维氏硬度分析
• 4.3.4 材料性能对胀形成型件等效应变和马氏体转变量的影响
• 4.3.5 最大加载力对胀形成型件等效应变和马氏体转变量的影响
• 4.3.6 杯突成型件的显观组织分析
• 4.3.7 断口形貌分析
• 4.4 结果讨论
• 5 结论
• 参考文献
• 作者简介及发表论文
• 学位论文数据集