含Nb高錳鋼的組織與性能研究.pdf

1、為適應現(xiàn)代汽車減重、節(jié)能和安全舒適等特點,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％)和高的強度(600～1100MPa),在汽車制造業(yè)中有廣泛的應用前景,其優(yōu)良的力學性能來自于變形過程中的孿生誘發(fā)塑性效應(Twinning Induced Plasticity,TWIP效應)或馬氏體相變誘發(fā)塑性(TransformaTiO2Induced Plasticity,TRIP效應)。

2、盡管Mn、Si、Al對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TWIP鋼組織與性能的影響也有一定的研究,但是對TWIP效應和TRIP效應的機制尚未充分揭示。
　　 本文設(shè)計了不含鈮和含鈮的兩種TWIP鋼,通過力學性能測試,結(jié)合光學顯微鏡(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TWIP鋼層錯能和力學性能及顯微組織的影響,并對TWIP鋼中的TWIP效應機制、

3、馬氏體相變方式進行了較為系統(tǒng)的研究,主要結(jié)論如下:
　　 (1)計算Fe-Mn-Al-C合金的層錯能,并分析加入合金元素Si或Nb對合金層錯能的影響,其中Si元素的加入降低實驗鋼的層錯能,而加入Nb元素可以提高鋼的層錯能。
　　 (2)對不含Nb和含Nb兩種實驗鋼進行熱軋實驗,并進行固溶處理,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實驗鋼力學性能和顯微組織的影響。發(fā)現(xiàn)經(jīng)過固溶處理后,兩實驗鋼的抗拉強度和屈服

4、強度均降低,而塑性升高。
　　 (3)隨固溶處理溫度的升高,不含Nb與含Nb實驗鋼的屈服強度和抗拉強度均降低。當固溶溫度達到較高的1200℃時,含Nb實驗鋼塑性繼續(xù)增加,而不含Nb實驗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)計算,Si元素可以降低合金的層錯能,Nb元素的加入可以提高合金的層錯能。實驗結(jié)果表明,不含鈮實驗鋼變形過程中主要發(fā)生TRIP效應,而含鈮實驗鋼變