检索结果-南通市图书馆

稀有金属材料与工程 2020年第1期49卷 370-376页

作者：张金勇陈冠方张帅赵聪聪陈正沈宝龙中国矿业大学材料科学与工程学院江苏徐州221116 江苏省高效储能技术与装备工程实验室江苏徐州221008 中国矿业大学江苏徐州221116

综述了当前国内外学者关于具有相变诱发塑性/孪晶诱发塑性(transformation induced plasticity/twinning induced plasticity,twip/trip)效应的亚稳β型钛合金的研究进展。介绍了该类钛合金的设计方法。统计了近几年开发的twip/trip钛... 详细信息

综述了当前国内外学者关于具有相变诱发塑性/孪晶诱发塑性(transformation induced plasticity/twinning induced plasticity,twip/trip)效应的亚稳β型钛合金的研究进展。介绍了该类钛合金的设计方法。统计了近几年开发的twip/trip钛合金家族成员及其力学性能,归纳了合金在塑性变形过程中的变形产物及其形成机制,指出了该类钛合金在发展过程中遇到的一些问题。

关键词：亚稳β钛合金 trip/twip效应合金设计力学性能变形机理

相变/孪晶诱发塑性的β钛合金加工硬化行为研究

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稀有金属材料与工程 2020年第1期49卷 297-303页

作者：陈冠方张金勇钟艺张帅付洋洋张平陈正孟庆坤沈承金沈宝龙中国矿业大学江苏徐州221116 江苏省高效储能技术与装备工程实验室江苏徐州221008

研究了具有相变诱发的塑性变形/孪晶诱发的塑性变形(trunsformationinducedplasticity/twinninginduced plasticity,twip/trip)效应的Ti-12Mo-5Zr钛合金的加工硬化行为,并利用Hollomon理论分析了该合金的加工硬化指数n变化趋势。根据加工硬化率的演变趋势,该合金的加工硬化过程可分为3个不同阶段:Stage I(ε≈0~0.02),弹-塑性变形过渡阶段;Stage II(ε≈0.02~0.15),加工硬化率θ和硬化指数n逐渐增大阶段;Stage III(ε≈0.15~0.34),加工硬化率θ逐渐减小直到颈缩阶段,该阶段硬化指数n达到稳定值0.34。结合金相显微镜(OM)、透射电镜(TEM)等手段详细研究了该合金在这3个不同加工硬化阶段的显微结构演化过程,探讨了每个阶段的变形机理及其硬化行为。

关键词： β钛合金 trip/twip效应加工硬化行为变形机理

具有高强高塑性和良好加工硬化行为的新型亚稳β钛合金设计及发展

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稀有金属材料与工程 2018年第9期47卷 2787-2792页

作者：张金勇李金山陈正孟庆坤张平沈承金沈宝龙 Sun Fan 中国矿业大学材料科学与工程学院江苏徐州221008 PSL Research University Chimie ParisTech-CNRS Institut de Recherche de Chimie Paris(UMR 8247)Paris 75005France 西北工业大学凝固技术国家重点实验室陕西西安710072 中国矿业大学江苏徐州221008

本实验将不锈钢中的trip/twip效应(trip:相变诱发的塑形变形,twip:孪晶诱发的塑形变形)引入到β钛合金设计中,采用d-电子设计方法和控制合金电子浓度(e/a)的策略,通过控制合金的β稳定性,设计出具有trip/twip效应,极好的冷加工性能(冷... 详细信息

本实验将不锈钢中的trip/twip效应(trip:相变诱发的塑形变形,twip:孪晶诱发的塑形变形)引入到β钛合金设计中,采用d-电子设计方法和控制合金电子浓度(e/a)的策略,通过控制合金的β稳定性,设计出具有trip/twip效应,极好的冷加工性能(冷轧变形率>95%),高强(抗拉强度,UTS:900～1200 MPa),优异塑性(均匀塑性变形能力ε约40%)和良好的加工硬化行为(加工硬化区间超过350 MPa)的Ti-Mo基亚稳β钛合金。显微结构分析表明Ti-Mo基合金在塑性变形过程中产生了应力诱发马氏体相变αy和{332}机械孪晶,这导致合金具有以上优异的性能。

关键词： β钛合金 trip/twip效应力学性能变形机理

18.8%Mntrip/twip钢拉伸应变硬化行为

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材料研究学报 2009年第4期23卷 375-379页

作者：丁昊丁桦唐正友宋丹杨平东北大学材料与冶金学院沈阳110004 东北大学轧制技术及连轧自动化国家重点实验室沈阳110004 北京科技大学材料科学与工程学院北京100083

对锰含量为18.8%的trip/twip钢进行单轴拉伸实验,研究了这种钢的应变硬化行为.结果表明:这种高锰trip/twip钢的真应力应变曲线不完全遵循Hollomon的线性关系,在不同变形阶段强化机制制不同.在塑性变形的开始阶段trip效应比较明显,且应... 详细信息

对锰含量为18.8%的trip/twip钢进行单轴拉伸实验,研究了这种钢的应变硬化行为.结果表明:这种高锰trip/twip钢的真应力应变曲线不完全遵循Hollomon的线性关系,在不同变形阶段强化机制制不同.在塑性变形的开始阶段trip效应比较明显,且应变硬化指数n是恒定的:而真应变在0.14-0.35之间时二阶导数d^2σ/dε~2>0,应变硬化指数n随着应变量的增加而增加,其微观机制是形成大量的形变孪晶,并有孪晶和位错的交互作用,twip效应在该阶段占主导作用.真应变大于0.35后有少量trip效应,此时两相均发生变形.

关键词：金属材料高锰钢 trip/twip效应应变硬化力学性能

节约型双相不锈钢形变诱导塑性行为机理的研究

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节约型双相不锈钢形变诱导塑性行为机理的研究

作者：张英杰燕山大学

学位级别：硕士

节约型双相不锈钢可替代传统的奥氏体不锈钢,用于制造普通乘用汽车结构件,满足未来新一代汽车在其生命周期中对低成本、高性能且环境友好的目标要求。然而,由于双相不锈钢特有的两相结构,其发生塑性变形时,两相的加工硬化行为不同,使得... 详细信息

节约型双相不锈钢可替代传统的奥氏体不锈钢,用于制造普通乘用汽车结构件,满足未来新一代汽车在其生命周期中对低成本、高性能且环境友好的目标要求。然而,由于双相不锈钢特有的两相结构,其发生塑性变形时,两相的加工硬化行为不同,使得两相变形协调性差,导致其塑性差,现已成为其在汽车中大量应用的主要瓶颈。从节约型双相不锈钢合金体系看,其以Mn-N代Ni,使钢中奥氏体的稳定性降低,呈亚稳态,且在变形过程中可通过trip或(和)twip效应,实现增塑,从而有望突破复杂车身零件的大应变成形易裂的制约。因此弄清节约型双相不锈钢中的形变诱发塑性效应与作用机制,对新一代汽车构件对双相不锈钢的需求具有重要意义。本文以一种具有亚稳奥氏体相的双相不锈钢为研究对象,研究了其不同变形阶段的塑性变形主控机制,系统探究了固溶热处理、变形参数(应变速率、温度)等关键因素对形变诱导塑性效应的影响规律以作用机理。主要研究结果如下:(1)试验钢的两相中,奥氏体的变形机制支配着试验钢的变形。亚稳奥氏体受到拉力作用,其变形机制呈现出多元化现象,包括相变诱导马氏体(trip效应),孪晶诱导塑性(twip效应),位错滑移等,铁素体的变形机制为位错滑移。通过TEM和EBSD等先进技术,研究发现马氏体转变的机制为γ→α′和γ→ε→α′。此外,形变诱导马氏体(α′马氏体)可在ε马氏体带交叉点形核,还可在初始奥氏体晶界(相界)形核,并沿主滑移方向呈“锯齿”状长大,同时还可在退火孪晶晶界处形核。(2)随着固溶温度的升高,奥氏体的层错能发生变化,试验钢的变形机制在1050℃以下时,以trip效应为主;1100℃150℃时,以twip效应为主;1200℃时,层错能不断增大,twip效应会被位错滑移所取代。试验钢为trip效应和twip效应共生节约型双相不锈钢,呈多阶段加工硬化特征,在trip效应和twip效应综合作用下表现出较高的多阶段加工硬化行为。(3)试验钢存在速率敏感性和温度敏感性,速率为0.1s,变形温度为70℃时为敏感点。速率低于0.1 s,变形温度低于70℃时,试验钢出现形变诱导塑性效应,塑性及强度均较高;速率高于0.1 s,变形温度高于70℃时,试验钢不管是塑性还是强度均急剧下降,变形机制以位错滑移为主。

关键词：节约型双相不锈钢 trip/twip效应塑性变形形变诱导马氏体孪晶

CoCrFeNiMo系高熵合金的强韧化研究与制备

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CoCrFeNiMo系高熵合金的强韧化研究与制备

作者：第五洋洋西安工业大学

学位级别：硕士

高熵合金是一种多组元合金,因其优异的综合力学性能成为航天航空发动机、坦克防护装甲等核心部件的潜在候选材料。与传统合金相比,多组元这种特殊设计导致的晶格畸变会显著增加高熵合金强度,然而随之带来其塑性的降低,Co Cr Fe Ni Mo系... 详细信息

高熵合金是一种多组元合金,因其优异的综合力学性能成为航天航空发动机、坦克防护装甲等核心部件的潜在候选材料。与传统合金相比,多组元这种特殊设计导致的晶格畸变会显著增加高熵合金强度,然而随之带来其塑性的降低,Co Cr Fe Ni Mo系高熵合金由于高的强塑性,高温强度及耐腐蚀等性能有望成为下一代热端部件材料,得到了广泛的研究与关注,大量研究表明通过微合金化以及各种形变热处理工艺可以提高其强韧性,如(CoCrFeNiMo)C高熵合金抗拉强度和塑性分别达到825MPa、75%,为进一步提高其强韧性,本课题对(CoCrFeNiMo)C轧制热处理工艺进行调控,研究了固溶、轧制、退火、热轧的方式对(CoCrFeNiMo)C高熵合金结构以及性能所产生的影响,利用X射线衍射分析(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射式电子显微镜(TEM)以及电子背散射衍射技术(EBSD)等来进行分析,研究了堆垛层错能、孪晶形成和相变微观组织演变等强韧化机理。得到的主要结论如下:温轧态(CoCrFeNiMo)C高熵合金均能保持FCC单相结构,当对(CoCrFeNiMo)C高熵合金进行温轧处理时,可以看到该高熵合金会形成纳米级的超细微结构,这种超细微结构由分布卷缩在一起,随着温轧温度的上升,逐渐分布均匀,当对(CoCrFeNiMo)C高熵合金进行500℃温轧时,该高熵合金的性能达到最佳,屈服强度、抗拉强度与延伸率分别为1501MPa、1858MPa、9.5%,其变形机制以相变诱导塑性变形机制为主,孪晶诱导塑性为辅。低温退火态的(CoCrFeNiMo)C高熵合金为单相FCC结构,其板材位错重新排列会形成一些位错密度较低的区域。随着退火温度的增加位错逐渐缠结形成胞状组织,其他大部分位错密度大幅度降低,这种胞状组织对晶界运动形成钉扎作用。当温度继续升高时,位错软化,位错缠结成胞状的组织被释放,钉扎作用被大幅度降低。该高熵合金的屈服强度与抗拉强度随着退火温度的升高先增加后减小。当退火温度为500℃后合金屈服强度与抗拉强度同时提高至2046MPa、2244MPa,展现出优异的超高强度,随着温度的进一步升高,高熵合金再结晶区域逐渐变多,直至750℃10min退火时出现完全再结晶,并且伴随着MC型碳化物析出相的产生,当对合金进行750℃退火10min时,屈服强度、抗拉强度、延伸率均达到了较高的水平,依次是927MPa、1211MPa、42.1%,此时达到了最优的力学性能,并展现出优异的强韧性。在对(CoCrFeNiMo)C高熵合金进行800℃10min高温退火,合金组织由细小的再结晶晶粒以及未完全回复的变形晶粒组成,合金屈服强度有1052MPa的同时仍保持有35%的延伸率,非均匀结构使得该高熵合金展现出优异的力学性能,随着退火温度的升高,各高熵合金的平均尺寸在不断增加,晶粒异常长大的区域中HCP相体积分数、析出相均持续减少。当退火温度继续升高至1100℃时,该高熵合金的组织由均匀的等轴晶晶粒与退火孪晶组成。在1200℃退火10min时,该高熵合金出现了90.3%的超强塑性。

关键词：高熵合金强度延伸率 trip/twip效应力学性能

临界退火对Fe-11Mn-3Al-2Si-0.3C中锰钢组织性能影响及作用机理研究

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临界退火对Fe-11Mn-3Al-2Si-0.3C中锰钢组织性能影响及作用机理研...

作者：刘胜杰燕山大学

学位级别：硕士

发展具有高强塑积的先进汽车用钢是汽车轻量化的重要途径之一。最近几年发展起来的第三代汽车用中锰钢(Mn含量在3.5-12wt%),通过有效利用其亚稳奥氏体组元的trip/twip效应,综合改善成形性及力学性能,是当前轻量化汽车用钢研发领域的研... 详细信息

发展具有高强塑积的先进汽车用钢是汽车轻量化的重要途径之一。最近几年发展起来的第三代汽车用中锰钢(Mn含量在3.5-12wt%),通过有效利用其亚稳奥氏体组元的trip/twip效应,综合改善成形性及力学性能,是当前轻量化汽车用钢研发领域的研究热点。其中,将热轧和(或)冷轧中锰钢在适当温度区间予以临界退火以调节亚稳奥氏体相比例、稳定性及元素配分是调控性能最关键的工艺途径。本文以一种公称成分为Fe-11Mn-3Al-2Si-0.3C的11Mn型中锰钢为研究对象,系统研究了热轧/冷轧中锰钢在不同临界退火工艺下显微组织的演变特征以及力学性能的响应规律,探究了不同工艺条件下的强韧化机制,主要结果包括:(1)热轧中锰钢经临界退火处理后,显微组织主要由板条状铁素体与逆转变奥氏体相间排列以及少量的δ-铁素体组成。随着退火温度的升高,热轧中锰钢中板条组织宽度增加,力学性能先上升后下降,其中,热轧试验用中锰钢在850℃-30min退火工艺下,可获得最佳的力学性能,此时屈服强度和抗拉强度分别为314.57MPa和1326.52MPa,断裂延伸率为14.6%,强塑积约为19.37GPa·%。(2)提出了循环冷轧+临界退火工艺,获得了奥氏体+铁素体双相组织,细小等轴的铁素体分布在奥氏体基体上。循环轧制工艺过程中,显微组织由板条状组织向等轴状组织转变,断裂方式发生脆性断裂到韧性断裂转变。而对于冷轧中锰钢随着退火温度的升高,显微组织主要由等轴状铁素体与逆转变奥氏体组成,且随着退火温度的升高,冷轧中锰钢中组织出现明显长大,其中冷轧中锰钢力学性能随退火温度升高先上升后下降,在800℃-30min退火工艺下可得最佳力学性能,其屈服强度和抗拉强度为570.32MPa和1105.62MPa,延伸率为76.87%,强塑积为84.99GPa·%。(3)具有等轴细晶双相组织的中锰钢的塑性变形主要受亚稳奥氏体的trip和twip效应交互作用控制。变形初期存在ε马氏体和形变孪晶出现,随着变形量增加,开始出现变形孪晶交叉,α′马氏体在孪晶交叉部位形核,同时在断裂后显示大量的α′马氏体出现,由于在低应变下ε马氏体与形变孪晶的连续激活以及高应变下的形变诱导马氏体的大量出现导致冷轧中锰钢具有超高力学性能。

关键词：中锰钢临界退火 trip/twip效应热轧循环冷轧

热处理工艺对热轧/冷轧中锰钢微观组织和力学性能的影响

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热处理工艺对热轧/冷轧中锰钢微观组织和力学性能的影响

作者：蔡文科东北大学

学位级别：硕士

随着汽车工业的快速发展,汽车在给我们带来便利的同时,也引起了能源、安全与环保等方面的问题,而汽车轻量化是解决这些问题的主要途径之一。先进高强钢能保证汽车轻量化,又能提升和保证汽车安全性的性价比高的现代汽车制造材料,因此加... 详细信息

随着汽车工业的快速发展,汽车在给我们带来便利的同时,也引起了能源、安全与环保等方面的问题,而汽车轻量化是解决这些问题的主要途径之一。先进高强钢能保证汽车轻量化,又能提升和保证汽车安全性的性价比高的现代汽车制造材料,因此加快汽车用先进高强钢的研发具有重要的现实意义。中锰钢(Mn:4～12 wt.%)在抗拉强度高达1000MPa的同时,仍具有高的拉伸塑性(≥30%)和加工硬化能力,已成为近年来钢铁材料领域的研究热点之一。基于热力学软件模拟和层错能计算优化合金设计,本文确定了合理的中锰trip/twip钢的化学成分;结合热轧、冷轧与热处理工艺,系统研究了典型中锰钢(0.3C-10Mn-4Al-0.5Si,wt.%)的微观组织演变和力学性能的演变规律;通过优化工艺制度,在该成分的中锰钢中实现了 trip+twip的耦合效应,讨论与分析了中锰trip/twip钢在室温拉伸过程中的塑性变形机制。主要研究内容与成果如下:(1)对于热轧态中锰钢,随着退火温度升高,残余奥氏体的体积分数呈先增加后降低的趋势。经750℃退火60 min后,残余奥氏体的体积分数达到最大值,约为62.3%;微观组织主要由针状+条状的残余奥氏体、长条状的δ-铁素体以及针状铁素体组成,综合力学性能最佳:抗拉强度>1000MPa&延伸率～30%;保温时间对力学性能的影响不大。(2)热轧实验钢经深冷处理后,晶粒明显细化,部分层状铁素体+奥氏体转变为等轴状。深冷处理后实验钢的拉伸曲线均呈连续屈服特征,与常规热处理相比,延伸率提高了近一倍,高达50～60%,抗拉强度在950～1000 MPa之间,强塑积约为45～59 GPa.%。(3)对于冷轧态中锰钢,随着退火温度升高,残余奥氏体的体积分数呈先增加后降低的趋势;经800℃退火10 min后,残余奥氏体的体积分数达最大值,约为61.8%,微观组织主要由层状+等轴状的奥氏体、铁素体组成,综合力学性能最佳:抗拉强度接近1000 MPa,延伸率约为50%,强塑积为48 GPa·%。(4)研究了典型工艺条件下(800℃退火)冷轧态高强塑积中锰钢的变形机制。结果表明,在拉伸变形条件下,变形组织中位错密度增加,残余奥氏体发生了马氏体相变,诱发trip效应;随着应变量的增加,可观察到变形孪晶,证实发生了 twip效应。这种trip/twip耦合效应使得冷轧中锰钢兼具高强度和高塑性。

关键词：中锰钢 trip/twip效应残余奥氏体组织演变力学性能

Cr20Mn3Cu2NiN节约型双相不锈钢相变诱导塑性特征及其温度依赖性

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Cr20Mn3Cu2NiN节约型双相不锈钢相变诱导塑性特征及其温度依赖性

作者：张寰宇燕山大学

学位级别：硕士

节约型双相不锈钢由于具有铁素体与奥氏体的双相结构,因此拥有良好的强度、塑性以及耐蚀性能,被广泛应用于各工业领域。本文以Cr20Mn3Cu2Ni N节约型双相不锈钢为研究对象,对其分别进行了冷轧与热轧,在此基础上采用马弗炉热处理、拉伸实... 详细信息

节约型双相不锈钢由于具有铁素体与奥氏体的双相结构,因此拥有良好的强度、塑性以及耐蚀性能,被广泛应用于各工业领域。本文以Cr20Mn3Cu2Ni N节约型双相不锈钢为研究对象,对其分别进行了冷轧与热轧,在此基础上采用马弗炉热处理、拉伸实验、硬度测试、光学显微镜(OM),电子背散射衍射(EBSD)、透射电子显微镜(TEM)、X射线衍射(XRD)以及纳米压痕等实验手段对试验钢进行了研究。首先,探究了试验钢在变形过程中的变形机理。发现试验钢在塑性变形过程中受到相变诱导塑性(trip)、孪晶诱导塑性(twip)以及位错滑移等多种变形机制的相互协同、共同作用使试验钢表现出良好的强度与塑性。铁素体的变形主要以位错滑移为主,马氏体转变机制主要为γ→α′和γ→twins→α′。其次,研究了固溶温度与变形温度对试验钢组织与性能的影响。研究发现试验钢对温度变化较为敏感,只在低温条件下表现出明显的trip效应,随温度的提高,奥氏体稳定性逐渐提高,使trip效应受到抑制,变形机制逐渐由trip为主转为twip为主再到以位错滑移为主,没有明显的韧脆转变。最后,对试验钢奥氏体稳定性进行了初步探究。研究表明纳米压痕过程中所产生的“pop-in”现象是由位错成核、马氏体相变以及位错穿过低角度晶界等多中原因所引起,马氏体成核载荷定义为Pc,其值越高奥氏体则越稳定。

关键词：节约型双相不锈钢 trip/twip效应固溶温度变形温度奥氏体稳定性