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2017-12-29 06:38 来源: 我的钢铁网 作者:余冶 查看历史数据
随着能源危机及环境问题的日益突出,人们进行了汽车轻量化的改革,而减少汽车车身重量是汽车轻量化的重要途径之一。因此,具有高强度高塑性的高锰TWIP/TRIP钢(TWIP指孪晶诱导塑性,TRIP指相变诱导塑性)受到广泛的关注。对Fe-Mn-C系高锰TWIP/TRIP钢而言,合金含量、晶粒尺寸、淬火温度及其后续形变加工方式等影响材料的微观组织和力学性能,其中奥氏体的变形机制主要取决于材料层错能的大小,通常认为层错能低于16mJ/m2时,变形机制以TRIP效应为主;层错能高于20mJ/m2时,变形机制以TWIP效应为主;层错能高620mJ/m2时,变形机制以滑移为主。
湖南大学材料学院的研究者采用扫描电镜、准原位拉伸、X射线衍射和室温拉伸试验来研究冷轧Fe-20Mn-0.3C钢退火组织及其拉伸力学性能,探讨退火组织的稳定性及其对拉伸变形行为的影响,重点研究了淬火εth马氏体对变形性能的影响。
实验材料为Fe20Mn0.3C钢,其化学成分(质量分数,mass%)为Mn20.0,C0.3,余量为铁。实验钢的前期处理工艺为:均匀化退火(1200℃,2h)→热轧(终轧温度1050℃)→冷轧(压下量40%),冷轧板最终厚度为1.4mm。然后分别进行700、800、850、950和1000℃加热保温1h,之后空冷。研究发现:
    (1)700℃和800℃退火空冷可获得全奥氏体组织,且奥氏体晶粒尺寸较小,平均晶粒尺寸维持在11~13.5μm之间;当退火温度进一步升高时,奥氏体晶粒长大,但稳定性降低,空冷时形成淬火马氏体,且淬火马氏体的含量随退火温度的升高而增加。
    (2)随着退火温度升高材料的屈服强度逐渐降低,而抗拉强度及伸长率则先升高后降低,当退火温度为800℃时,抗拉强度和伸长率达到峰值,分别为1060MPa、69.3%;
    (3)700℃和800℃退火试样拉伸变形机制主要为孪生诱导塑性(TWIP效应),850℃退火试样拉伸变形机制除了TWIP效应外还含有少量的相变诱导塑性(TRIP效应),950℃和1000℃退火试样拉伸变形机制主要为TRIP效应。
(4)准原位拉伸EBSD分析发现,淬火εth马氏体一方面通过γ→εD形式的TRIP效应增厚,另一方面通过εth→α’形式的TRIP效应转变成α’马氏体,而裂纹容易在α’马氏体界面形成扩展,因此,退火温度越高淬火εth马氏体越多,材料的伸长率越低。(余冶)

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