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文檔簡介
1、本文結合國家自然科學基金資助“重點項目”,“薄鋼板連鑄連軋過程組織性能控制與檢測”,通過熱模擬實驗,熱軋實驗,對熱軋TRIP鋼組織與性能進行了研究。重點對高硅與低硅TRIP鋼的組織性能進行了對比,探討了熱軋TRIP鋼中殘余奧氏體的應變誘導相變和相變誘發(fā)塑性行為。論文的主要工作如下: 1.在Gleeble1500熱模擬實驗機上,對A、B、C、D、E五種成分TRIP鋼進行熱模擬實驗 A、B、C、D、E五種鋼臨界溫度較為接近。
2、A、D鋼的靜態(tài)CCT與動態(tài)CCT曲線主要由A→F轉(zhuǎn)變區(qū)、A→P轉(zhuǎn)變區(qū)、A→B轉(zhuǎn)變區(qū)和A→M轉(zhuǎn)變區(qū)四部分區(qū)域組成;E鋼的CCT曲線主要由A→F轉(zhuǎn)變區(qū)、A→B轉(zhuǎn)變區(qū)和A→M轉(zhuǎn)變區(qū)三部分區(qū)域組成,A→P轉(zhuǎn)變區(qū)溫度區(qū)間很小。合金元素鈮、鉬、鋁存在,造成貝氏體轉(zhuǎn)變溫度降低,珠光體轉(zhuǎn)變線右移,鐵素體轉(zhuǎn)變區(qū)與貝氏體相區(qū)分開,出現(xiàn)了兩個C曲線。由于形變增加了形核位置和能量,使相變溫度提高,A、D、E鋼的動態(tài)CCT曲線中A→F轉(zhuǎn)變、A→P轉(zhuǎn)變與A→B轉(zhuǎn)變
3、向高溫區(qū)左移。A、D、E鋼變形10s軟化率為0.3時,奧氏體未再結晶溫度(Tnr)分別在910℃、920℃和980℃左右。 2.對熱軋TRIP鋼進行軋后的恒溫冷卻實驗研究 A、B、C、D和E鋼采用同樣工藝熱軋后等溫保溫,得到鐵素體,貝氏體和殘余奧氏體組織。B鋼的性能相對較差;E鋼中存在合金元素的溶質(zhì)拖曳效應(SDE-SoluteDragEffects),使抗拉強度提高,延伸率降低;在熱軋后恒溫冷卻的條件下,終軋溫度越低、
4、終軋變形量越大、相變誘發(fā)塑性效果越好;在20min等溫時,殘余奧氏體數(shù)量多,穩(wěn)定性最強,TRIP效應最顯著,A、D鋼的力學性能達到最高值。熱軋TRIP鋼由于奧氏體的高的碳濃度、小的晶粒尺寸和高的位錯密度,殘留奧氏體具有很高的穩(wěn)定性,因相變誘發(fā)塑性,呈現(xiàn)出較高的力學性能。 D鋼中添加A1增加了奧氏體中堆垛層錯能,降低了擴展位錯的寬度,不易形成層錯,強烈地抑制了γ→ε轉(zhuǎn)變,殘留有更多量的奧氏體,導致貝氏體量更多。D鋼的遞增應變硬化指
5、數(shù)的變化更平穩(wěn),造成更大的均勻延伸率。D鋼力學性能優(yōu)于A鋼。 3.對A、D鋼采用與大生產(chǎn)相接近的工藝制度,進行控軋控冷研究 A、D鋼采用二段冷卻方式和三段冷卻方式控冷,均得到鐵素體、貝氏體和殘余奧氏體三相組織,組織中分布軟、硬不同的相,應變下硬馬氏體相激發(fā)鐵素體基體內(nèi)可動位錯的形成,導致屈服強度降低,獲得很好的力學性能。 在二種冷卻方式軋后控冷的過程中,必須有一個α/γ二相分離的空冷階段,使多邊形鐵素體形成,未相
6、變奧氏體中碳濃度增高,其穩(wěn)定性增強。二段冷卻時的水冷和三段冷卻時的第二次水冷,冷卻速度必須大于100℃/s,否則將出現(xiàn)珠光體,降低殘余奧氏體的穩(wěn)定性,減弱TRIP效應。三段冷卻方式控冷,奧氏體因更高的位錯密度而具有更高的穩(wěn)定性,獲得更好的相變誘發(fā)塑性效果,但其工藝參數(shù)不易控制,第一次水冷必須適度,否則幾乎不出現(xiàn)TRIP效應。在400℃模擬卷取獲得了顯著的TRIP效應。 4.對鉚螺鋼中的TRIP效應進行了研究 A、D鋼棒材
7、經(jīng)控軋控冷后,獲得鐵素體、珠光體、粒狀貝氏體和少量殘余奧氏體的混合組織。組織中大量鐵素體,含富碳γ小島的粒狀貝氏體的存在,殘余奧氏體的TRIP效應等,使鉚螺鋼螺栓塑性很好,屈強比低,不經(jīng)過退火同樣可以冷鐓成型;組織中的細片狀珠光體,細粒狀貝氏體小島以及TRIP效應,控軋控冷后保留下來的大量晶體缺陷的亞結構,使鉚螺鋼具有高強度,螺栓產(chǎn)品不經(jīng)淬火和回火熱處理,滿足性能要求。 TRIP鋼不僅可用于板材,還可用于鉚螺鋼棒材產(chǎn)品。A、D鋼
8、用于鉚螺鋼生產(chǎn),能夠免除退火和產(chǎn)品最終熱處理,使緊固件生產(chǎn)工藝流程簡化,生產(chǎn)成本降低,產(chǎn)品質(zhì)量提高。 5.探討了變形溫度對A鋼力學性能的影響 在高于Ms點溫度下,由于力學驅(qū)動力補償了溫度升高而減少的化學驅(qū)動力,使驅(qū)動力可以達到Ms點溫度。A鋼二試樣呈現(xiàn)較為明顯的TRIP效應的變形溫度區(qū)間分別為15~300℃和15~350℃。變形溫度對TRIP鋼帶材力學性能影響的工藝實驗,將為熱軋TRIP鋼在生產(chǎn)中應用,實現(xiàn)板帶溫加工成型
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