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TWIP钢低温塑性变形机理的原位电镜研究被引量：1: 2024年; 本文采用透射电镜中的原位低温拉伸测试技术,进行了-50℃、-120℃及-180℃下孪晶诱导塑性变形(TWIP)钢均匀塑性变形阶段的变形缺陷行为分析,研究了温度变化对于TWIP钢中的位错滑移与孪生行为的影响。研究发现,TWIP钢在-50℃下激活了常规滑移之外的其它滑移系;随着温度的进一步降低,TWIP钢中位错活性未发生明显下降,特别是需要热激活辅助的位错交滑移在-180℃下仍可发生。同时研究结果说明,低温下TWIP钢强塑性的保持由多种变形机制共同协调作用:形变孪生、孪晶与位错相互作用、位错交滑移及其引起的位错相互作用,本质是其孪生行为与位错滑移的活性同时得到了保持。; 符晓倩余倩陈江华; 关键词：TWIP钢位错滑移

热轧V/Ti合金化TWIP钢的拉伸变形行为: 2024年; 以Fe-18Mn-1.0C-0.5V-0.1Ti TWIP钢为研究对象,利用单向拉伸、OM、XRD、EBSD和TEM等检测手段对比研究了锻造及热轧处理对V/Ti合金化TWIP钢拉伸变形行为的影响。结果表明,与锻造态相比,热轧态试验钢中晶粒尺寸显著减小,晶粒沿轧制方向拉长,大颗粒状碳化物消失;热轧试样的屈服强度、抗拉强度以及伸长率同时升高,加工硬化能力增强;两种状态试验钢拉伸变形过程中均产生动态应变时效现象,且热轧态试样的锯齿临界应变值较小,锯齿的应力幅和局部应变集中更大;热轧试验钢衍射峰半高宽增大,小角度晶界数量增加,位错密度增大。热轧态试验钢中较小的晶粒尺寸、较大的初始位错密度促使其强度升高,并产生更加强烈的动态应变时效强化,对试验钢强塑性提升有益。; 黄玖龙刘帅孙威杰李冬冬冯运莉; 关键词：孪晶诱发塑性钢动态应变时效

不同应变速率下TWIP钢力学性能及微观组织演变: 2024年; 以Fe-Mn-C-Al系TWIP钢为研究对象,将试验钢通过退火热处理后在室温下进行拉伸,然后通过XRD、OM以及SEM等试验手段,研究了在不同应变速率下TWIP钢的力学性能、微观组织演变以及断口形貌变化规律。结果表明,不同应变速率拉伸后试验钢为单一奥氏体相,应变速率在3.33×10^(-4)~3.33×10^(-1)s^(-1)拉伸下,试验钢出现了再结晶以及二次孪晶,抗拉强度和伸长率在较低应变速率下处于较高水平,晶粒强化效果明显;随着应变速率的增大再结晶和二次孪晶的数量逐渐减少并消失,从而导致了抗拉强度和伸长率的减小。随着应变速率的增大,断口微观形貌由平整变得高低起伏,韧窝尺寸变大并由浅变深,材料脆性断裂的趋势越来越明显。; 周童王荣吉彭松王志宇毛亮; 关键词：TWIP钢应变速率力学性能孪晶断口形貌

退火工艺对高锰TWIP钢组织及耐蚀性能的影响: 2024年; 采用光学显微镜以及配有电子背散射衍射系统的扫描电镜对25.8Mn-3.95Cr-2.83Al-0.33C-0.015N高锰TWIP钢经不同退火温度及时间处理后的微观组织进行观察与分析,并用标准三电极系统的电化学工作站对其耐蚀性能进行检测。结果表明,在600~1000℃退火25 min后,试验钢的晶粒随退火温度的升高而变大,Σ3和Σ9晶界的比例均先升高后降低,在800℃时达到最大。试验钢的耐全面腐蚀性能随退火温度的升高而提高,在1000℃退火时达到最优,而在退火温度为700℃时耐局部腐蚀性能最强。在1000℃退火5~25 min时,试验钢的晶粒尺寸随退火时间的延长而逐渐增加,低Σ晶界的比例先降低后增加,退火5 min时Σ3和Σ9晶界比例最大,退火25 min时耐蚀性能最佳。; 艾根根姜凤阳思芳刘江南卫娜王俊勃; 关键词：退火温度退火时间

TWIP钢表面Ni-P化学镀层组织结构及性能研究被引量：1: 2024年; 目的在孪生诱发塑性钢(TWIP)表面制备Ni-P镀层,提高TWIP钢的耐腐蚀性能。方法通过化学镀工艺在TWIP钢表面制备了高磷Ni-P镀层,并进行不同温度的热处理,利用扫描电镜及能谱仪、X射线衍射仪及原子力显微镜等探究了热处理温度和时间对Ni-P镀层形貌和组织结构的影响。通过电化学方法研究了TWIP钢表面镀层的耐蚀性能。结果随着热处理温度的升高,镍磷原子发生迁移,胞状组织边界模糊,粗糙度降低,其中600℃热处理镀层表面最为致密平整。随着热处理温度的升高,镀层组织结构演变过程如下:非晶态(普通镀层)→非晶态部分晶化,Ni12P5、Ni5P2等亚稳态镍磷化合物析出(300℃)→非晶态完全晶化、稳态Ni3P相长大(400℃)→晶粒长大(500℃、600℃)。Ni-P镀层能够明显提升TWIP钢的耐腐蚀性能。随着热处理温度的升高,镀层的耐蚀性能先降低后升高。600℃热处理1h镀层的腐蚀电流密度为0.25μA/cm^(2),与普通Ni-P镀层相比降低了80.9%,与TWIP钢基体相比降低了99.6%。600℃热处理镀层光滑致密无缺陷的表面促进了保护性氧化膜的产生,使镀层的耐蚀性能提高。结论合适的热处理工艺提高了Ni-P镀层的致密性和保护能力,光滑致密无缺陷的镀层能够为TWIP钢提供良好的防护。; 岳丽杰薛广成谢鲲韩金生孙一品; 关键词：TWIP钢 NI-P镀层耐蚀性能

表面机械滚压处理对退火TWIP钢组织和力学性能的影响: 2024年; 孪晶诱发塑性变形(Twinning⁃induced⁃plasticity,TWIP)钢具有低屈服高塑性的特点,不利于其推广应用。为改善TWIP钢的综合力学性能,本文使用表面机械滚压处理(Surface mechanical rolling treatment,SMRT)在退火态的低层错能单相奥氏体结构TWIP钢表层引入一定厚度的强化层,通过激光共聚焦显微镜、光学显微镜和场发射扫描电镜对表面形貌,内部显微组织和断口形貌进行了对比分析,使用维氏硬度计和MTS万能试验机对样品的显微硬度分布和拉伸性能进行了对比测试。结果表明,经表面机械滚压处理后TWIP钢表层形成约1.4 mm厚的强化层,TWIP钢表面完整性较好。显微组织分析发现,表面强化层晶粒细化,位错和变形孪晶密度升高;力学性能测试发现,TWIP钢滚压后表层硬度达到647.5 HV0.1,相比退火态硬度提升了2倍左右,且硬度由表层逐渐递减至退火态的230 HV0.1。退火态TWIP钢屈服强度为270 MPa,抗拉强度为878 MPa,断裂总延伸率约为73%;经过滚压处理后,TWIP钢屈服强度提升至1008 MPa,提高至退火态的3.7倍左右,抗拉强度提升至1142 MPa,断裂总延伸率约为20.5%,表现出优异的综合力学性能。; 王富雪李家辉王强王洪涛; 关键词：TWIP钢退火力学性能

Fe-Mn-C-Al系TWIP钢拉伸过程中的加工硬化行为: 2024年; 对退火后Fe-Mn-C-Al系孪生诱发塑性(TWIP)钢进行不同变形量(1.5%,4.0%,39.0%,47.0%,52.0%,62.0%)的室温单向拉伸试验,研究了该钢在拉伸过程中的加工硬化行为及显微组织演变。结果表明:随着变形量增加,TWIP钢奥氏体晶粒内部开始出现形变孪晶,且密度不断提高,变形机制由位错滑移变为孪生和位错共同作用,拉伸断口呈典型韧性断裂特征;试验钢弹性变形阶段短暂,无明显的屈服平台和物理屈服点,塑性变形阶段存在长加工硬化过程;试验钢的加工硬化率先随真应变增加而急剧下降,此时加工硬化机制以位错强化为主,随着真应变继续增加,加工硬化率增加,在应变为0.55时达到峰值,后趋于平缓,加工硬化机制主要为孪晶强化。; 彭松王荣吉周童王志宇毛亮; 关键词：TWIP钢显微组织

铜合金化对Fe-18Mn-0.6C TWIP钢低温韧性的影响被引量：1: 2024年; TWIP(twinning induced plasticity)具有高强塑性、高抗冲击韧性和高低温性能等优点。目前市场应用较多的是以Fe-18Mn-0.6C为基的TWIP钢。高性能TWIP钢的工业化生产和推广可实现中国钢铁产业品种规格齐全化和推广高附加值钢铁材料。通过一定的合金化设计进一步提升其低温/超低温强韧性,可成为能源储存及运输用钢的有效替代钢材。在Fe-18Mn-0.6C TWIP钢中加入了不同含量的Cu合金元素,通过拉伸试验和室温到低温/超低温冲击试验,结合OM、XRD、SEM和EBSD等表征,研究了Cu合金对热轧TWIP钢微观组织和力学性能的影响,特别针对Cu合金化对低温/超低温冲击韧性的提升作用。结果表明,试验采用的热轧TWIP钢为单一奥氏体组织,Cu合金对TWIP钢有明显的晶粒细化效果,同时又增加了晶界取向差的均匀性。未添加Cu的TWIP钢因其平均晶粒尺寸更大,表现出更高的应变强化效果,强塑性更高。Cu合金对TWIP钢冲击韧性的提升较为明显。随着Cu合金元素含量的增加,TWIP钢的冲击功逐渐增大;室温下含2.9%Cu(质量分数)的TWIP钢冲击功达到375 J。随冲击温度的降低,不含Cu的TWIP钢冲击韧性下降明显;而含Cu的TWIP钢在-180℃的超低温下冲击功仍然保持在200 J以上。这与Cu的合金化增加SFE、减少低温下SFE的下降、抑制ε-马氏体相变和提高低温下固溶强化效果有关。TWIP钢即使在低温下仍然可以保持韧性断裂特征,仅有不含Cu的TWIP钢在-180℃的超低温冲击后局部出现了少量脆性断裂形貌。; 齐程伟董福涛张文文代鑫田亚强陈连生陈俊; 关键词：TWIP钢 CU合金冲击韧性断口形貌

TWIP钢/IF钢热轧复合板材的微观结构和界面结合性能: 2024年; 界面结合可靠性是影响层状复合板材力学性能的重要因素。采用热轧复合和退火工艺制备TWIP钢/IF钢/TWIP钢三层复合板材,通过拉剪试验、显微硬度测量、结合界面周围合金元素分布的定量分析、变形前后微观组织表征,研究层状复合板材的结合界面形成、界面结合可靠性以及层间剪切变形行为。结果表明:复合板材的相邻层之间形成平均宽度约12μm的界面结合区域,其内部包含片条状马氏体组织,且该薄层区域的硬度显著高于两侧TWIP钢和IF钢的硬度;邻近界面结合区域,主要合金元素C和Mn发生明显重分布。基于上述表征与分析,提出复合板材层间结合界面的形成机制。复合板材的层间结合剪切强度大于IF钢的剪切强度,拉剪试样断裂失效发生在IF钢基体,表明结合界面区域在其两侧分别和IF钢和TWIP钢之间形成良好的冶金结合。拉剪过程中,IF钢良好的塑性变形能力有助于抑制结合界面区域两侧平行微裂纹和结合界面内部垂直微裂纹的形成和扩展。; 马艺星杨蔚涛关肖虎杨旗赵同新

激光能量密度对TWIP钢表面氧化物清洗效果及机理的影响: 2024年; 针对孪晶诱发塑性(TWIP)钢板表面氧化层难去除的问题,采用近年来兴起的激光清洗方法,通过观察和测量不同能量密度激光清洗TWIP钢表面的形貌以及氧元素含量,研究了激光清洗技术对TWIP钢表面氧化层的作用效果及机理。结果表明:当能量密度高于12.7 J/cm^(2)时,氧化层开始发生热膨胀而从表面剥离,因此确定此值为氧化层的清洗阈值;当能量密度高于38.2 J/cm^(2)时,材料蒸发引起的热烧蚀起主导作用;当能量密度高于50.9 J/cm^(2)时,增大激光能量会造成基体的氧化,因此确定此值为氧化层的损伤阈值。本研究不仅可为激光清洗在TWIP钢表面氧化层的去除方面提供理论指导,同时也可为TWIP钢的高效、清洁化生产加工提供有效方法。; 刘宏伟杨文光彭珍珍汪殿龙姚云峰迟永波; 关键词：激光清洗 TWIP钢损伤阈值清洗机理

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