无硅TRIP钢力学性能的研究

无硅TRIP钢采用临界区加热等温淬火热处理,获得铁素体,贝氏体及大量稳定残余奥氏体的三相组织·通过对其显微组织观察,断口形貌分析,与高硅TRIP钢力学性能的相互比较,探讨了无硅TRIP钢相变诱发塑性的行为·结果表明:无硅TRIP钢在拉伸变形过程中,应变诱导相变,相变诱发塑性;其拉伸断口形貌呈韧性断口特征;经790℃加热在400℃等温5min时,抗拉强度达到754MPa,延伸率达到36%,综合性能(强塑积)达到27144MPa%的最高值·     

热处理工艺对TRIP钢性能的影响

采用亚临界等温淬火热处理工艺,得到了含有大量稳定残留奥氏体的一种新型高强度复相钢。该网在Ｍａ－Ｍｄ温度之间形变时,因残留奥氏体的应变诱导马氏体相变和相变诱发塑性－ＴＲＩＰ,延伸率大幅度提高,通过对其力学性能测试及其显微组织分析,探讨了ＴＲＩＰ效应提高结构钢性能的机理,研究了热处理工艺对ＴＲＩＰ结构钢性能的影响。     

应力状态对TRIP钢残余奥氏体稳定性的影响

通过单向拉伸、平面应变和双向等拉实验研究了宏观应力状态对相变诱发塑性(TRIP)钢中残余奥氏体稳定性的影响.实验中残余奥氏体在不同应变量的体积分数通过X-射线衍射法测量,并引入应力三维度水平来表征不同应力状态.结果表明,不管何种变形模式,TRIP钢中残余奥氏体的体积含量都随塑性应变的增大而减少,而且应力三维度水平越高,TRIP钢的相变速率越快,残余奥氏体的力学稳定性越差.基于此,给出了能够表征不同应力状态的应变诱发马氏体相变动力学方程.     

退火时间对中锰热轧TRIP钢组织演变的影响

为了研究热轧Fe-6Mn-3Al TRIP钢组织演变和力学性能,对实验钢采用淬火+不同时间退火(ART)的热处理工艺.研究发现,随着退火时间的增加,奥氏体晶粒尺寸增大、稳定性降低,冷却过程中部分奥氏体相变为马氏体;其中退火10 min后,实验钢性能最优,其残余奥氏体体积分数能达到50.3%,抗拉强度765 M Pa,总延伸率达到49.1%;拉断后实验钢中的奥氏体含量减少,马氏体含量增加,其中,退火10 min后的实验钢TRIP效应最为明显,奥氏体体积分数由变形前的50.3%降低到变形后的11%,奥氏体转化率为78%.     

硅、锰合金元素含量对TRIP结构钢力学性能的影响

在不含Ｃｒ,Ｎｉ的Ｓｉ Ｍｎ结构钢中,因残余奥氏体的应变诱导相变和相变诱发塑性,可得到良好的强度与塑性配合的综合性能·通过对二种成分Ｓｉ ＭｎＴＲＩＰ钢力学性能的比较及其组织分析,探讨了ＴＲＩＰ效应提高结构钢力学性能的机理·结果表明,含有一定Ｍｎ合金元素的ＴＲＩＰ结构钢,当Ｓｉ含量小于２０％时,含Ｓｉ量愈高,其力学性能愈好·     

不同温度和应变速率下TRIP钢的流动应力

对相变诱发塑性钢TRIP780进行了298,333,363 K温度下且应变速率为10-4,10-2,100,102,103 s-1时的单向拉伸试验.分析了TRIP780钢的流动应力对温度和应变速率的敏感性,并讨论了Johnson-Cook(JC)和Khan-Huang-Liang(KHL)流动应力模型对TRIP780钢的适用性.结果表明:TRIP780钢的流动应力呈现对应变速率的正向敏感性和对温度的负向敏感性,且在高应变速率下流动应力对应变速率的敏感性降低;JC模型对TRIP780钢流动应力拟合在小应变水平下比KHL模型更加准确,而KHL模型在大应变水平下有更高的精度.     

基于动态相变的热轧Nb-V-Ti微合金化TRIP钢组织及性能

通过单轴热压缩试验,结合扫描电镜以及X射线衍射技术,研究了动态相变前奥氏体晶粒状态对基于动态相变的热轧Nb-V-Ti微合金化TRIP钢复相组织状态及力学性能的影响.与动态相变前奥氏体晶粒为等轴状条件下相比,动态相变前奥氏体晶粒为拉长状条件下,动态相变得到的铁素体转变量较大,最终复相组织中贝氏体含量较少且团径较小,马氏体含量较少,但对残余奥氏体含量及其含碳量影响不明显.与不含微合金化元素的基于动态相变的热轧TRIP钢相比,Nb-V-Ti微合金化TRIP钢的屈服强度和抗拉强度明显提高,而延伸率有所降低.     

耦合TRIP效应的TRIP型多相钢本构模型及其在冲压中的应用

提出了一个耦合TRIP(Transformation Induced Plasticity)效应和考虑材料各向异性的TRIP型多相钢的本构模型.TRIP效应通过与应力状态和塑性应变相关的马氏体动力学方程来描述.把所建立的TRIP钢本构模型在商业有限元软件中进行二次开发,对TRIP型多相钢的应力应变关系和成形性能进行了仿真计算,仿真结果与实验结果符合很好.由于TRIP效应减小了材料的弹性模量,因此在回弹仿真中考虑到弹性模量变化来提高回弹预测的精度,与传统的认为弹性模量在成形过程中保持不变的仿真结果相比,所建立的模型能够很好地说明TRIP钢回弹大的主要原因,为提高TRlP钢的成形性能和精度打下了理论基础.     

热轧船板钢时奥氏体相变的规律

通过对现场轧制工艺的模拟，借助热加工模拟试验机研究了变形量。变形温度及变形后的冷却速度，对一般强度船板钢变形奥氏体向铁素体和珠光体转变的影响。实验结果表明：增加变形量，降低变形温度，减缓冷却速度可在不同程度上促进奥氏体向铁素体和珠光体的转变。     

相变诱发塑性钢的流动应力模型

在Eshelby等效夹杂理论和Mori-Tanaka平均场理论的基础上,建立了TRIP(transformation induced plastici-ty)钢单向拉伸代表体单元模型,分析了TRIP钢单向拉伸变形中各组成相的弹塑性变形行为,获得了考虑相变诱发塑性效应的TRIP钢流动应力计算模型,并将计算结果与试验结果进行了比较分析.该模型建立了由相变引起各微观相体积比的变化与TRIP钢宏观流动应力之间的内在联系.计算结果与试验结果的比较表明,该模型正确地预测了TRIP钢的流动应力,将为TRIP钢材料性能的描述及相关的数值仿真技术提供参考.     

热轧组织对高强度冷轧TRIP钢力学性能的影响

采用扫描电镜、X射线衍射、拉伸试验等方法研究了热轧组织对含Al冷轧TRIP钢热处理后组织与力学性能的影响.通过不同轧后冷却方式得到三种不同的热轧组织:组织细小的F+P+B试样;F+B试样;F+P试样.热轧组织细小的试样热处理后含有较多的粒状贝氏体和较少的残余奥氏体组织,强度最高达到996MPa,延伸率为20.8%.另两种试样组织为多边形铁素体、粒状贝氏体以及较多的残余奥氏体组织.F+B试样延伸率可达29.4%,强塑积为26 812.8 MPa·%.F+P试样热处理后带状组织的危害不易消除.     

TRIP钢在连续冷却过程中的相变行为

与普通C-Mn不同,热轧生产TRIP钢需要着重考虑合金质量分数、冷却速率和剩余奥氏体碳浓度对相变行为的影响.以Avrami方程为基础,确定了热轧低碳Si-Mn系TRIP钢相变动力学模型参数,并定量地分析了不同w(Si)、变形量和冷却速率对热变形奥氏体相变的影响.应用该模型预测的CCT曲线与实测值符合得较好.计算结果表明,w(Si)或变形量增加都会促进铁素体相变,从而有利于剩余奥氏体中碳质量分数的增加.     

一种Mn-Al系TRIP钢的临界区奥氏体稳定化研究

利用实验室MMS-200热模拟试验机对Fe-0.2C-7Mn-3Al钢的临界区奥氏体稳定化行为进行研究.通过SEM,EPMA,TEM和XRD等手段观察并分析了实验钢的微观组织演变以及C和Mn元素的配分过程.实验结果表明,不同的临界区退火温度下,实验钢中均存在25%~30%左右的粗大压扁状δ铁素体.随着退火温度的升高,微观组织中残余奥氏体的含量先增加后减小,体积分数为10.2%~32.5%,残余奥氏体与临界区铁素体呈板条状相间分布,板条宽度约200~300 nm.最佳的临界区退火温度为750℃.C,Mn,Al元素的协同作用促进了临界区奥氏体的稳定化,使得实验钢能够在较短的时间内完成有效的配分.     

电感应再加热对低合金钢热轧组织影响的模拟

利用热模拟试验机Gleeble1500D研究了低合金钢变形后,冷却至一定温度进行电感应再加热后微观组织的变化情况.在不同冷却温度,以及淬火和正火两种热处理方式下,研究了再加热过程对微观组织的影响.结果表明:变形后再加热过程对淬火试样组织影响较大;冷却温度处于两相区时,电感应再加热过程能改善温度分布均匀性,影响铁素体相变过程和碳氮化物的析出行为,促进晶粒长大,能够有效地控制和改善淬火热处理钢材的微观组织和性能.     

等温处理过程热轧TRlP钢残余奥氏体的分解行为

以低Si含Al热轧TRIP钢为研究对象,采用扫描电子显微镜、透射电子显微镜、X射线衍射仪和拉伸实验等实验方法,研究了贝氏体区等温处理过程中残余奥氏体的分解行为.结果表明:在不同的等温温度下,随着等温时间的增加,残余奥氏体逐渐分解为铁素体和碳化物,随着等温温度的升高,残余奥氏体发生分解所需要的时间减少;实验钢的抗拉强度、断后延伸率和强塑积在不同的等温温度下,随着等温时间的增加呈现不断降低的变化趋势;在不同的等温处理工艺下,残余奥氏体的体积分数呈现降低的趋势,而碳含量没有明显的变化.     

热轧DP钢横截面性能分布预测

选用有限差分方法计算带钢冷却过程中的温度场和温降曲线.在试验得到TTT曲线的前提下,应用Scheil定律和经典Avrami方程推导CCT曲线.在此基础上耦合温度场和相变过程来模拟轧件横截面的铁素体分布;由组织性能关系模型模拟轧件横截面上的性能分布,如屈服强度和抗拉强度.采用超快冷工艺分段冷却方式在现场生产低成本高性能的DP钢,获得低屈强比的DP700,铁素体晶粒约5~6μm,力学性能满足要求.断面上的组织分布预测可用来调整冷却路线,降低生产成本的同时提高生产效率.     

Medium-Mn steels for hot forming application in the automotive industry Medium-Mn steels for hot forming application in the automotive industry

Advanced high-strength steels have been widely used to improve the crashworthiness and lightweight of vehicles.Different from the popular cold stamping,hot forming of boron-alloyed manganese steels,such as 22MnB5,could produce ultra-high-strength steel parts without springback and with accurate control of dimensions.Moreover,hot-formed medium-Mn steels could have many advantages,including better mechanical properties and lower production cost,over hot-formed 22MnB5.This paper reviews the hot forming process in the automotive industry,hot-formed steel grades,and medium-Mn steel grades and their application in hot forming in depth.In particular,the adaptabilities of medium-Mn steels and the presently popular 22MnB5 into hot forming were compared thoroughly.Future research should focus on the technological issues encountered in hot forming of medium-Mn steels to promote their commercialization.     

消除TRIP钢屈服平台的预拉伸实验及微观机理

含铬高硅TRIP钢室温变形时通常具有较长的屈服平台,在成型过程中零件表面容易出现褶皱等缺陷.为了解决这个问题,采用预拉伸实验研究了不同预拉伸变形量对TRIP钢屈服平台的影响,并且对拉伸前后的TRIP钢试样做了TEM透射分析以期找出形成屈服平台的机制.实验表明:随着预拉伸量增加,屈服平台长度减少,当预变形量达到1.0%时屈服平台消失;在相同预拉伸条件下,奥氏体越稳定,屈服平台越短;柯氏气团和奥氏体的应力松弛机制共同对TRIP钢屈服平台的形成起作用.