高强高塑性中锰钢组织性能调控及奥氏体稳定性研究
发布时间：2023-05-13 01:43
近年来,全国汽车总量不断增加,导致由汽车排放产生的尾气以及能源消耗等问题日益严重。如何提高汽车用薄板钢的强塑积,尽可能实现汽车轻量化的同时兼顾驾驶安全,实现节能减排、安全低耗等价值成为关注和研究热点。目前,中锰钢(锰含量一般在3～11wt%)作为第3代先进高强钢,因其具有优异的抗拉强度、伸长率、强塑积、耐撞性和安全性,所以其在汽车板的应用中具有极大发展前景。本文设计了 5Mn,5Mn-Nb-Mo和4Mn-Nb-Mo三种不同成分体系中锰钢,主要研究了多种组织调控热处理工艺后实验钢的组织演变、力学性能、加工硬化行为、强塑化机理、奥氏体稳定性和TRIP效应。为中锰钢的性能优化以及工业化应用提供实验和理论基础。本文获得主要实验结果归纳如下:(1)5Mn实验钢的最佳奥氏体逆相变(ART)工艺参数为:625℃温度下临界退火4h并水冷至室温。热轧+ART、温轧+ART和冷轧+ART实验钢均表现出优异的强塑积,其中500℃温轧+ART实验钢性能最优,残余奥氏体(RA)含量达到56.8%,抗拉强度为1001MPa,伸长率为57.5%,强塑积可达57.6GPa·%。(2)淬火和回火(Q&T)工艺处...
【文章页数】：152 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 文献综述
1.1 研究背景
1.2 第3代汽车钢的研究现状
1.3 相变诱发塑性(TRIP)效应
1.3.1 TRIP效应简介
1.3.2 TRIP的增强机制
1.3.3 TRIP钢的增塑机制
1.4 中锰钢的生产工艺及组织调控方法
1.4.1 ART工艺
1.4.2 Q&P工艺
1.4.3 Q&T工艺
1.5 中锰钢中奥氏体稳定性及影响因素
1.5.1 奥氏体的稳定性
1.5.2 奥氏体稳定性影响因素
1.6 本文研究目的、意义和内容
1.6.1 研究目的和意义
1.6.2 研究内容
第2章 材料准备及实验方法
2.1 合金成分设计
2.2 实验钢制备
2.2.1 冶炼制度
2.2.2 轧制制度
2.3 实验钢相组成计算及相变点测定
2.3.1 实验钢相组成计算
2.3.2 相变点(Ac1、Ac3)测定
2.4 实验钢的热处理
2.5 实验钢的力学性能测试方法
2.6 实验钢的组织观察分析
2.6.1 金相组织分析
2.6.2 扫描电镜组织分析
2.6.3 透射电镜组织分析
2.6.4 X射线衍射(XRD)相组成分析
2.7 本章小结
第3章 5Mn钢的组织演变及力学性能
3.1 ART工艺对5Mn钢组织性能的影响
3.1.1 临界退火温度对组织-力学性能的影响
3.1.2 临界退火时间对组织-力学性能的影响
3.1.3 冷却制度对组织-力学性能的影响
3.2 不同轧制及热处理工艺对组织与力学性能的影响
3.2.1 不同轧制条件+ART工艺
3.2.2 不同轧制条件+Q&T工艺
3.2.3 热处理工艺对奥氏体含量及应变硬化行为的影响
3.3 本章小结
第4章 5Mn-Nb-Mo钢的组织演变及力学性能
4.1 Q&T工艺对5Mn-Nb-Mo钢组织性能的影响
4.1.1 显微组织演变
4.1.2 XRD分析
4.1.3 力学性能分析
4.1.4 微合金元素Nb和Mo的强化作用
4.1.5 加工硬化行为
4.1.6 C和Mn的配分行为
4.2 不同轧制工艺对组织与力学性能的影响
4.2.1 显微组织演变
4.2.2 XRD分析
4.2.3 力学性能分析
4.2.4 加工硬化行为
4.2.5 C和Mn的配分行为
4.2.6 拉伸断口分析
4.3 本章小结
第5章 4Mn-Nb-Mo钢的组织演变及力学性能
5.1 IA&QP工艺对4Mn-Nb-Mo钢组织性能影响
5.1.1 退火温度对组织性能的影响
5.1.2 淬火温度对组织性能的影响
5.1.3 配分时间对组织性能的影响
5.2 CQ-ART工艺对4Mn-Nb-Mo钢组织性能影响
5.2.1 显微组织
5.2.2 XRD分析
5.2.3 力学性能分析
5.2.4 Mn和C的配分行为
5.2.5 Nb-Mo的强化作用
5.2.6 加工硬化行为
5.2.7 渗碳体析出行为
5.3 本章小结
第6章 奥氏体的稳定性与TRIP效应
6.1 晶粒大小和化学成分对奥氏体稳定性的影响
6.2 不连续TRIP效应
6.3 Mσ
s点对奥氏体稳定性的影响
6.4 与更高锰含量中锰钢力学性能对比
6.5 本章小结
第7章 结论与展望
致谢
参考文献
附录1 攻读博士学位期间发表的论文
附录2 攻读博士学位期间参加的科研项目
本文编号：3815044
【文章页数】：152 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 文献综述
1.1 研究背景
1.2 第3代汽车钢的研究现状
1.3 相变诱发塑性(TRIP)效应
1.3.1 TRIP效应简介
1.3.2 TRIP的增强机制
1.3.3 TRIP钢的增塑机制
1.4 中锰钢的生产工艺及组织调控方法
1.4.1 ART工艺
1.4.2 Q&P工艺
1.4.3 Q&T工艺
1.5 中锰钢中奥氏体稳定性及影响因素
1.5.1 奥氏体的稳定性
1.5.2 奥氏体稳定性影响因素
1.6 本文研究目的、意义和内容
1.6.1 研究目的和意义
1.6.2 研究内容
第2章 材料准备及实验方法
2.1 合金成分设计
2.2 实验钢制备
2.2.1 冶炼制度
2.2.2 轧制制度
2.3 实验钢相组成计算及相变点测定
2.3.1 实验钢相组成计算
2.3.2 相变点(Ac1、Ac3)测定
2.4 实验钢的热处理
2.5 实验钢的力学性能测试方法
2.6 实验钢的组织观察分析
2.6.1 金相组织分析
2.6.2 扫描电镜组织分析
2.6.3 透射电镜组织分析
2.6.4 X射线衍射(XRD)相组成分析
2.7 本章小结
第3章 5Mn钢的组织演变及力学性能
3.1 ART工艺对5Mn钢组织性能的影响
3.1.1 临界退火温度对组织-力学性能的影响
3.1.2 临界退火时间对组织-力学性能的影响
3.1.3 冷却制度对组织-力学性能的影响
3.2 不同轧制及热处理工艺对组织与力学性能的影响
3.2.1 不同轧制条件+ART工艺
3.2.2 不同轧制条件+Q&T工艺
3.2.3 热处理工艺对奥氏体含量及应变硬化行为的影响
3.3 本章小结
第4章 5Mn-Nb-Mo钢的组织演变及力学性能
4.1 Q&T工艺对5Mn-Nb-Mo钢组织性能的影响
4.1.1 显微组织演变
4.1.2 XRD分析
4.1.3 力学性能分析
4.1.4 微合金元素Nb和Mo的强化作用
4.1.5 加工硬化行为
4.1.6 C和Mn的配分行为
4.2 不同轧制工艺对组织与力学性能的影响
4.2.1 显微组织演变
4.2.2 XRD分析
4.2.3 力学性能分析
4.2.4 加工硬化行为
4.2.5 C和Mn的配分行为
4.2.6 拉伸断口分析
4.3 本章小结
第5章 4Mn-Nb-Mo钢的组织演变及力学性能
5.1 IA&QP工艺对4Mn-Nb-Mo钢组织性能影响
5.1.1 退火温度对组织性能的影响
5.1.2 淬火温度对组织性能的影响
5.1.3 配分时间对组织性能的影响
5.2 CQ-ART工艺对4Mn-Nb-Mo钢组织性能影响
5.2.1 显微组织
5.2.2 XRD分析
5.2.3 力学性能分析
5.2.4 Mn和C的配分行为
5.2.5 Nb-Mo的强化作用
5.2.6 加工硬化行为
5.2.7 渗碳体析出行为
5.3 本章小结
第6章 奥氏体的稳定性与TRIP效应
6.1 晶粒大小和化学成分对奥氏体稳定性的影响
6.2 不连续TRIP效应
6.3 Mσ
s点对奥氏体稳定性的影响
6.4 与更高锰含量中锰钢力学性能对比
6.5 本章小结
第7章 结论与展望
致谢
参考文献
附录1 攻读博士学位期间发表的论文
附录2 攻读博士学位期间参加的科研项目
本文编号：3815044
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/jinshugongy/3815044.html
