《低碳高錳TRIP/TWIP效應共生鋼的變形機制和組織演變》是依託東北大學，由唐正友擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：低碳高錳TRIP/TWIP效應共生鋼的變形機制和組織演變
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：唐正友
- 依託單位：東北大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
低碳高錳TRIP/TWIP鋼具有優異的強度、塑性及加工硬化性能組合，是很有潛力的新型汽車用鋼材料。本項目採用理論分析與實驗研究相結合的方法，以TRIP與TWIP共生效應為研究主線，研究低碳高錳鋼在高速拉伸過程中和恆定應力作用下的變形機制和組織演變規律，明確TRIP及TWIP效應發生的順序、比例及互動作用，確定兩種效應及位錯滑移對合金力學性能的影響規律，並建立包含微觀組織變化的高速變形本構方程和恆定應力作用下的物理模型，在套用上為開發新一代高安全性、重量輕的汽車衝壓用板材而奠定工藝理論基礎。
結題摘要
低碳高錳TRIP/TWIP鋼具有優異的強度、塑性及加工硬化性能組合，是很有潛力的新型汽車用鋼材料。研究了低碳高錳TRIP/TWIP效應共生鋼動態變形行；結合微觀組織的精細觀察與測定，定量分析了變形過程中的複合強化機制；研究了馬氏體相變、孿生及位錯滑移之間的互動作用，明確了TRIP/TWIP效應造成形變誘發塑性的本質；通過力保載程式控制實驗研究了不變應力作用下的變形行為。結果表明：（1）以1000s-1的高應變速率變形時，應變誘發相變途徑為γ→ε，ε→α；高速變形對滑移的抑制、奧氏體向馬氏體的相變和形變孿晶對奧氏體晶粒細化是應變硬化的主要因素；造成基體軟化的原因是絕熱溫升效應、ε→γ的逆相變和孿晶的動態再結晶。（2）準靜態拉伸應變速率範圍內，應變速率對抗拉強度產生逆效應，隨著應變速率的加快，抗拉強度和延伸率都降低；而在動態拉伸應變速率範圍內，應變速率對延伸率產生逆效應，抗拉強度和延伸率都隨著應變速率的加快而增加；在應變速率為1000s-1時，抗拉強度可達到960MPa和延伸率達到51.2%，具有較好的綜合力學性能；隨著應變速率的提高，馬氏體轉變數減少，孿生變形向多個方向發展。（3）在研究的200-600℃變形溫度範圍內，抗拉強度隨變形溫度的升高而降低，延伸率隨變形溫度的升高先降低後升高。與室溫拉伸相比較，高溫拉伸時抗拉強度降低，變形溫度為600℃時，18Mn鋼和21Mn鋼的抗拉強度分別為325MPa和375Pa。（4）18Mn鋼在真應變小於0.04為彈性變形階段，TRIP效應主要發生在塑性變形的開始階段，而TWIP效應在真應變約為0.14-0.35時占主導，真應變大於0.35時是應變誘導馬氏體轉變階段。（5）在恆定應力作用下，通過等式較好地描述了不同應力階段的應變－時間關係。通過等式得到了△ε＝1/2△εmax對應的力保載時間，在低應力階段，需要的時間大約在1 min左右，而對於較高的應力階段，需要的時間大約在3-6 min左右。（6）將高速變形過程中巨觀力學行為和微觀組織演變結合起來進行分析，獲得了包含微觀組織變化和動態應變時效的高速變形本構方程。項目的研究成果在套用上為開發新一代高安全性、重量輕的汽車衝壓用板材奠定了工藝理論基礎。
