热处理工艺对TWIP钢组织性能的影响

热处理工艺对TWIP钢组织性能的影响作者：王书晗，刘振宇，王国栋，梁高飞，WANGShu-han，LIUZhen-yu，WANGGuo-dong，LIANGGao-fei作者单位：王书晗,刘振宇,王国栋,WANGShu-han,LIUZhen-yu,WANGGuo-dong(东北大学轧制技术与连轧自动化国家重点实验室,辽宁,沈阳,110004)，梁高飞,LIANGGao-fei(宝钢集团有限公司宝钢技术中心,上海,201900)刊名：东北大学学报（自然科学版）英文刊名：JOURNALOFNORTHEASTERNUNIVERSITY(NATURALSCIENCE)年，卷(期)：2008，29(9)被引用次数：2次参考文献(9条)1.VercammenS.BlanpainB.CoomanBCCColdrollingbehaviourofanausteniticFe-30Mn-3Al-3SiTWIP-steel:theimportanceofdeformationtwinning20042.黄宝旭.王晓东.戎咏华TWIP钢研究的现状与展望[期刊论文]-热处理2005(04)3.GrsselO.KrugerL.FrommeyerGHighstrengthFe-Mn-(Al,Si)TRIP/TWIPsteelsdevelopment-properties-application20004.FrommeyerG.BruxU.NeumannPSupra-ductileandhigh-strengthmanganese-TRIP/TWIPsteelsforhighenergyabsorptionpurposes2003(03)5.DingH.TangZY.LiWMicrostructuresandmechanicalpropertiesofFe-Mn-(Al,Si)TRIP/TWIPsteels[期刊论文]-JournalofIronandSteelResearch2006(06)6.LuL.ShenYF.ChenXHUltrahighstrengthandhighelectricalconductivityincopper2004(304)7.LehockeyEM.PalumboG.AustKTOntheroleofintercrystallinedefectsinpolycrystalplasticity1998(03)8.KobayashiS.TsurekawaS.WatanableTGrainboundaryhardeningandtriplejunctionhardeninginpolycrystallinemolybdenum20059.RandleVTwinning-relatedgrainboundaryengineering2004相似文献(8条)1.会议论文郭锦.唐获.米振莉.严玲.代永娟热处理工艺对TWIP钢组织和性能的影响2005本文研究了三种不同热处理工艺对TWIP钢组织和性能的影响.试验结果表明,轧制后退火热处理的钢板,具有较高的强度,且塑性比未经过退火处理的有大幅度提高,在光学显微镜下观察其室温组织为单一的奥氏体并伴有大量的退火孪晶,变形过程中产生形变孪晶,使材料具备优良的力学性能;在冷却方式上,冷却速度对本试验钢的组织和性能的影响很小.2.期刊论文包卫平.熊志平.赵艳君.任学平.BAOWei-ping.XIONGZhi-ping.ZHAOYan-jun.RENXue-ping不同热处理工艺对Fe-30Mn-3Si-4AlTWIP钢力学组织性能的影响-精密成形工程2010,2(1)采用拉伸性能测试、金相观察、SEM和EDS等方法研究了不同热处理工艺对Fe-30Mn-3Si-4AlTWIP钢微观组织、拉伸力学性能及断口形貌的影响,并采用X射线衍射仪测定材料的物相组成.结果表明,冷却速度越快,TWIP钢的延伸率和强度越高;热处理后其室温组织为含有退火孪晶的单一奥氏体,冷却速度越小,奥氏体晶粒和退火孪晶的尺寸越大.拉伸时发生典型的延性断裂,在拉伸过程中退火孪晶转变成形变孪晶,使材料的塑性提高.3.学位论文黎倩高强高塑TWIP钢组织与力学性能研究2008TWIP钢表现出高的抗拉强度(650～1100MPa)，高的应变硬化率和极高的伸长率(19％～90％)，可满足汽车轻量化的需求。本试验立足于TWIP钢的显微组织，通过X射线衍射，TEM，SEM观察对塑性变形中孪晶以及马氏体的形成进行了研究，通过微观组织的变化结合宏观的力学性能解释TWIP钢的变形机理。本论文主要研究内容包括：1)采用金相、X射线衍射法、透射电子显微分析对五种不同成分TWIP钢组织进行观察。讨论了热处理工艺和合金元素对TWIP钢显微组织形貌和体积分数的影响。2)采用万能试验机对五种TWIP钢进行不同应变速率下的静态拉伸实验，研究材料力学性能与成分、应变速率的关系。采用金相，X射线衍射，透射电镜等方法对五种TWIP钢拉伸前后的显微组织进行了研究，讨论了变形机制与力学性能的关系。3)采用静态拉伸、金相、TEM等方法，对两种不同锰含量Fe-(25～30)Mn-3Si-3AlTWIP钢进行表征，分析形变孪晶形态、大小和转变量随成分、应变速率以及应变量的演化规律。通过研究位错、层错以及孪晶间的交互作用，分析了TWIP效应对材料强度和应变硬化行为的影响。4.期刊论文刘向海.刘薇.刘嘉斌.舒康颖.LIUXianghai.LIUWei.LIUJiabin.SHUKangying孪生诱发塑性(TWIP)钢的研究现状-材料导报2010,24(11)综述了孪生诱发塑性(TWIP)钢的研究现状及进展.重点介绍了各合金元素对TWIP效应的作用以及Fe-Mn-Si-Al、Fe-Mn-C、FevMn-C-Al3种不同成分系列TWIP钢的组织性能特点.总结了热处理工艺及应变条件对Fe-Mn-Si-Al系列TWIP钢孪生组织和力学性能的影响.简述了层错能对TWIP效应的重要影响作用以及几种测算层错能的方法.5.期刊论文米振莉.代永娟.唐荻.吕建崇.MiZhenli.DaiYongjuan.TangDi.LüJianchong汽车用Fe-Mn-C系TWIP钢的性能研究-汽车工程2009,31(5)从两个方面研究了汽车用Fe-Mn-C系TWIP钢,一方面从生产工艺上,研究了退火热处理工艺对力学性能的影响,探讨了其工业生产的可行性;另一方面通过原位拉伸试验观察其变形过程中微观组织的变化,探讨了其高强度高塑性的微观机理.研究表明TWIP钢在拉伸变形过程中出现了多种变形机理的相互协调,即滑移带变形、孪生变形和切变带变形在不同的变形阶段起主导作用,因而使TWIP钢兼备高强度和高塑性.6.期刊论文黎倩.符仁钰.史文.熊荣刚.李麟.LIQian.FURen-yu.SHIWen.XIONGRong-gang.LILin汽车用TWIP钢的探索研究-金属热处理2008,33(5)采用金相组织观察与X射线衍射等方法对5种不同Mn含量的TWIP钢拉伸前后的组织进行了研究.结果表明,淬火态Fe-15Mn-3Si-3Al钢存在条状分布的马氏体;Fe-25Mn-3Si-3Al、Fe-30Mn-3Si-3Al、Fe-33Mn-3Si-3Al钢在淬火与退火两种热处理工艺下均能获得淬火态奥氏体和退火孪晶组织,淬火态的奥氏体晶粒更细小;母相奥氏体影响形变孪晶形貌与分布,均匀分布的细小孪晶导致优异的力学性能,随着Mn含量的增高,母相奥氏体尺寸逐步增加,形变孪晶层片逐渐增厚且分布不均匀;Fe-25Mn-3Si-3Al钢具有优异的力学性能.7.会议论文戎咏华.王晓东.钟宁.王利新型Q-P-T处理纳米马氏体钢的研究2008近年来,美国和欧洲国家出于对逐渐提高的安全标准以及降低汽车重量而减少CO2排放量的考虑,把发展新一代汽车用高强度、轻量化钢铁材料作为重要的研究课题。目前已开发出的高强度钢和超高强度钢有低合金钢、双相钢、TRIP钢、TWIP钢和马氏体钢等。淬火分配(Q&P)马氏体钢也是在这样的背景下发展起来的。最早提出Q&P钢概念是美国的Speer教授等。Q&P钢的热处理工艺如下:将钢在单相奥氏体区或两相区(奥氏体+铁素体)等温后先淬火至Ms-Mf间一定的温度,形成一定数量的马氏体和残余奥氏体,再在Ms-Mf间或在Ms以上一定的温度停留,使碳由马氏体向奥氏体分配(扩散),形成富碳残余奥氏体。为稳定残余奥氏体,Q&P工艺所用钢中含Si,Al等元素,以阻碍Fe3C的析出,使碳自马氏体分配到奥氏体,奥氏体因富碳,在再次冷却时不会转变为马氏体。然而,笔者研究发现,Q&P钢存在着其自身的缺陷。众所周知,某些合金碳化物的析出有着弥散强化的效果,而Q&P处理中要求抑制碳化物的析出,也就是说它有挖掘钢的析出强化的潜能，研究提出了在淬火-分配-回火(Q-P-T)钢的概念，分析了在400℃保温分配回火不同时间后进行性8.学位论文王晓东TRIP钢微结构—性能的表征与设计2006TRIP钢是一种兼具高强度、高延伸率的新型高强钢，其优越的性能主要来源于钢中多相组织的合理配比以及伴随马氏体相变诱发塑性。随着我国汽车工业的迅速发展，该钢种逐渐成为汽车用高强度钢板的主流，具有良好的应用前景。目前国内批量生产的最高级别汽车用TRIP钢为宝钢生产的TRIP600，汽车工业的发展迫切需要开发更高强度级别的TRIP钢。为此，国际上已开始生产抗拉强度高于800MPa的超高强度TRIP钢，并且在实验室实现了1000MPa等级强度并具有良好塑性的TRIP钢。为了赶上国际上研究TRIP钢的步伐，我们必须在TRIP钢的组织鉴别和组织设计上开展系统的研究，提高我国自主开发新型TRIP钢的能力。因此，本论文首先探索了行之有效的正确鉴别钢中各相及其含量的方法；随后对残余奥氏体的稳定性及其含量对钢塑性的影响进行了系统研究；最后结合热力学计算对抗拉强度级别设计目标为800MPa和1000MPa两种新型TRIP钢进行成分和热处理工艺设计，通过实验来检验设计思想和方法是否正确，为宝钢高强度TRIP钢生产及开发提供借鉴和理论支持。首先，鉴于钢中微观组织与性能的密切关系，本文利用光学显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)以及定量金相法，结合不同的热处理工艺，对传统TRIP钢中的各相含量进行了计算，得到TRIP600钢中各相体积分数为铁素体56.1％，贝氏体27.9％，残余奥氏体16％；依据各相的形貌对TRIP600钢中各相组织进行了透射电子显微镜(TEM)观察。结果发现，铁素体作基体呈等轴晶分布；贝氏体呈条状分布于铁素体或奥氏体晶界；残余奥氏体呈岛状分布于铁素体晶界或晶内，或呈薄膜状分布于贝氏体铁素体条间。岛状残余奥氏体在拉伸过程中发生马氏体相变，观察到形变后的样品中有孪晶型马氏体分布于铁素体晶界。发展了前人用AFM测定各相高度和表面粗糙度来确定各相的方法，成功鉴别了TRIP600和低SiTRIP钢中的多相组织。结果表明，TRIP钢中各相高度从高到低顺序排列依次是马氏体、残余奥氏体、贝氏体和铁素体；各相粗糙度从高到低顺序排列依次是铁素体、贝氏体、马氏体和残余奥氏体。由于残余奥氏体在TRIP钢中起着特殊的作用，本文对TRIP600钢中残余奥氏体的稳定性，尤其是力学稳定性进行了系统的研究。利用电阻法测试该钢中残余奥氏体的M,s温度，结果表明，残余奥氏体在-75℃时未发生马氏体相变，说明它具有很好的热稳定性。残余奥氏体力学稳定性的测试采用不同温度下的拉伸试验确定应力作用下的马氏体相变温度，即应力诱发马氏体和应变诱发马氏体转折温度M,s'σ，测得TRIP600钢的M'σ,s温度为-5±5℃左右，然而低SiFRIP钢的M'σ,s温度未能被检测到，其原因很可能是其残余奥氏体量较低(9％)。采用TRIP600钢在M,d温度附近和液氮淬火后的拉伸试验并结合全奥氏体的Fe-23Mn-2Si-2A1(TWIP)钢的拉伸试验，定量研究了残余奥氏体的TR