碳含量对孪晶诱发塑性钢高周疲劳行为的影响

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作者 孙威杰 刘帅 +4 位作者 黄玖龙 李冬冬 袁泽博 张岩 冯运莉 《材料导报》 北大核心 2025年第16期225-231,共7页

对两种不同碳含量(0.6C、1.0C)的TWIP钢进行应力控制拉-压高周疲劳试验,结合不同尺度微观组织表征手段,研究了碳含量对Fe-Mn-C系TWIP钢高周疲劳寿命及组织演化的影响。结果表明:与0.6C钢相比,1.0C钢表现出更高的疲劳寿命及疲劳极限;组... 对两种不同碳含量(0.6C、1.0C)的TWIP钢进行应力控制拉-压高周疲劳试验,结合不同尺度微观组织表征手段,研究了碳含量对Fe-Mn-C系TWIP钢高周疲劳寿命及组织演化的影响。结果表明:与0.6C钢相比,1.0C钢表现出更高的疲劳寿命及疲劳极限;组织分析发现,疲劳后0.6C钢中滑移带数量、密集程度以及多系滑移数量均高于1.0C钢;在无宏观缺陷前提下,疲劳裂纹易在软、硬位相晶粒相交处萌生,并经由晶界、退火孪晶界、滑移带扩展;靠近表面的金属夹杂物或表面缺陷造成应力集中,易形成疲劳裂纹源。碳在TWIP钢中起到提高层错能的作用,0.6C钢较低的层错能促进位错平面滑移,易产生大量位错塞积诱发裂纹萌生是其疲劳寿命降低的主要原因。 展开更多

关键词 高锰钢 孪晶诱发塑性钢 高周疲劳 滑移变形 层错能

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中/高碳孪晶诱发塑性钢的低周疲劳行为

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作者 孙威杰 刘帅 +3 位作者 黄玖龙 李冬冬 冯运莉 张福成 《塑性工程学报》 北大核心 2025年第5期219-228,共10页

以两种不同碳含量(0.6C、1.0C)的TWIP钢为研究对象,通过应变控制拉-压低周疲劳试验,结合光学显微镜和X射线衍射仪等检测手段,研究了中/高碳Fe-Mn-C系TWIP钢的低周疲劳行为及组织演化。结果表明:两种钢循环变形过程中均表现出明显的循环... 以两种不同碳含量(0.6C、1.0C)的TWIP钢为研究对象,通过应变控制拉-压低周疲劳试验,结合光学显微镜和X射线衍射仪等检测手段,研究了中/高碳Fe-Mn-C系TWIP钢的低周疲劳行为及组织演化。结果表明:两种钢循环变形过程中均表现出明显的循环硬化现象,并且高碳钢循环硬化能力更强;两种钢疲劳初期滞后回线上存在流变锯齿现象,与中碳钢相比,高碳钢流变锯齿更加显著,动态应变时效强化能力更强;碳的存在提高了TWIP钢的层错能,加速了高碳钢的循环软化行为,降低了其疲劳寿命;相同应变幅下,高碳钢滞后回线面积大于中碳钢,说明其疲劳过程中吸收了更多的塑性应变能,导致滑移带、位错密度等内部损伤数量显著高于中碳钢,也使其寿命降低。 展开更多

关键词 孪晶诱发塑性钢 低周疲劳 碳含量 循环硬化 损伤累积

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轧制退火工艺对高碳含量孪晶诱发塑性钢拉伸变形行为的影响 被引量：2

3

作者 黄玖龙 孙威杰 +2 位作者 张岩 刘帅 冯运莉 《塑性工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第5期64-70,共7页

以Fe-18Mn-1.0C高碳含量TWIP钢为研究对象,利用单向拉伸试验、光学显微镜和扫描电子显微镜研究了冷轧压下量和退火温度对高碳TWIP钢拉伸变形行为的影响。结果表明,随着压下量的增加,试验钢中产生大量变形组织,在轧制变形组织作用下,Fe-1... 以Fe-18Mn-1.0C高碳含量TWIP钢为研究对象,利用单向拉伸试验、光学显微镜和扫描电子显微镜研究了冷轧压下量和退火温度对高碳TWIP钢拉伸变形行为的影响。结果表明,随着压下量的增加,试验钢中产生大量变形组织,在轧制变形组织作用下,Fe-18Mn-1.0C钢的屈服强度及抗拉强度显著提高但塑性降低;冷轧高碳TWIP钢拉伸过程中产生动态应变时效(DSA)现象,随着压下量的增加,锯齿幅度减弱,锯齿数量减少,DSA现象减弱;对冷轧40%试样进行不同温度的退火处理,发现随退火温度的升高,试样屈服强度降低,当退火温度超过400℃时,抗拉强度明显下降,伸长率出现先增加后降低的现象;对于高碳TWIP钢,当退火温度超过400℃时,碳化物快速析出是其抗拉强度及伸长率降低的主要原因。 展开更多

关键词 孪晶诱发塑性钢 高碳含量 冷轧 退火处理 纳米孪晶

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Fe24Mn0.5C形变孪晶诱发塑性钢的显微组织和力学性能 被引量：5

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作者 周小芬 符仁钰 李麟 《机械工程材料》 CAS CSCD 北大核心 2009年第5期22-25,共4页

采用光学显微镜、X射线衍射仪和电子万能试验机等研究了Fe24Mn0.5C形变孪晶诱发塑性钢的组织和力学性能。结果表明:该钢在室温下为单一的奥氏体组织,拉伸时产生形变孪晶诱发塑性效应,开始产生形变孪晶,并且随着应变量的增加形变孪晶逐... 采用光学显微镜、X射线衍射仪和电子万能试验机等研究了Fe24Mn0.5C形变孪晶诱发塑性钢的组织和力学性能。结果表明:该钢在室温下为单一的奥氏体组织,拉伸时产生形变孪晶诱发塑性效应,开始产生形变孪晶,并且随着应变量的增加形变孪晶逐渐增加;随着拉伸速度减小,该钢的均匀伸长率呈轻微上升趋势,但屈服强度、抗拉强度和断后伸长率明显升高;与高强度应变诱发塑性590钢相比,该钢具有较高的能量吸收值。 展开更多

关键词 形变孪晶诱发塑性钢(twip) 显微组织 力学性能

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动态条件下Fe-24Mn-0.5C孪晶诱发塑性钢的断裂机制 被引量：1

5

作者 周小芬 符仁钰 +1 位作者 苏钰 李麟 《机械工程材料》 CAS CSCD 北大核心 2009年第11期24-26,共3页

对Fe-24Mn-0.5C孪晶诱发塑性钢进行了动态冲击拉伸试验,并采用扫描电镜、透射电镜等研究了该钢的断裂机制。结果表明:试验钢的抗拉强度为1 100 MPa,断后伸长率为50%;试验钢表现为典型的韧性断裂特征,断口主要由呈阶梯状的韧窝组成;其断... 对Fe-24Mn-0.5C孪晶诱发塑性钢进行了动态冲击拉伸试验,并采用扫描电镜、透射电镜等研究了该钢的断裂机制。结果表明:试验钢的抗拉强度为1 100 MPa,断后伸长率为50%;试验钢表现为典型的韧性断裂特征,断口主要由呈阶梯状的韧窝组成;其断裂机制为变形过程中塞积在晶界和孪晶界处的大量位错促使孔洞及裂纹的产生,继续变形则发生断裂。 展开更多

关键词 孪晶诱发塑性钢 动态拉伸 微孔洞 断裂机制

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孪晶诱发塑性钢氢脆研究进展 被引量：1

6

作者 刘帅 陈林 +1 位作者 耿一帆 冯运莉 《塑性工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2021年第7期6-13,共8页

高锰奥氏体孪晶诱发塑性(TWIP)钢具有出色的强度和优越的塑性,作为新一代汽车用钢的有力竞争者,受到人们的广泛关注。作为一种高强钢,TWIP钢在经受大塑性变形或者在充氢环境中服役时,同样会发生氢脆现象,且其力学性能会受到显著影响。... 高锰奥氏体孪晶诱发塑性(TWIP)钢具有出色的强度和优越的塑性,作为新一代汽车用钢的有力竞争者,受到人们的广泛关注。作为一种高强钢,TWIP钢在经受大塑性变形或者在充氢环境中服役时,同样会发生氢脆现象,且其力学性能会受到显著影响。近年来,科研工作者对TWIP钢的氢脆行为进行了大量研究,希望通过了解TWIP钢中氢脆断裂的微观机理和影响因素来进一步提升TWIP钢的抗氢脆能力。文章主要从微观组织对氢致裂纹萌生及扩展的影响,晶粒细化、合金元素和应变速率对TWIP钢氢脆的影响4个方面总结了TWIP钢氢脆的近期研究成果,并对每种现象背后的微观机理进行了整理分析。 展开更多

关键词 氢脆 孪晶诱发塑性钢 晶粒细化 合金化 应变速率

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基于正交试验的磁控溅射铝涂层对孪晶诱发塑性钢耐蚀性的影响 被引量：1

7

作者 张开策 时晓光 +3 位作者 周艳文 粟志伟 徐帅 王鼎 《表面技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第4期223-232,共10页

目的利用磁控溅射技术在孪晶诱发塑性钢板表面沉积铝涂层,借助L9(3^(3))正交试验设计表研究热丝电流、靶电流和基体偏压3个工艺参数对铝涂层相结构、微观形貌以及耐蚀性能的影响。方法利用XRD和SEM研究铝涂层的微观结构。利用电化学工... 目的利用磁控溅射技术在孪晶诱发塑性钢板表面沉积铝涂层,借助L9(3^(3))正交试验设计表研究热丝电流、靶电流和基体偏压3个工艺参数对铝涂层相结构、微观形貌以及耐蚀性能的影响。方法利用XRD和SEM研究铝涂层的微观结构。利用电化学工作站和盐雾试验箱测试并分析铝涂层的耐蚀性能。通过极差分析得到热丝电流、靶电流和基体偏压所对应的极差值(R值)。结果引入热丝后,基体偏流密度从0.02 mA/cm^(2)提升至0.72 mA/cm^(2),提高了1个数量级;靶电流与基体偏压的影响不明显。涂层厚度随靶电流的增加而增大,靶电流由3 A增至9 A的过程中,涂层厚度由0.67μm增加至3.16μm。择优取向在热丝电流与基体偏压的共同作用下由(200)向(111)转变,这反映了晶体内部应力增大。铝涂层均为典型的再结晶形貌。在热丝电流从0 A增大到20 A的过程中,自腐蚀电位由-969 V增大至-656 V,靶电流和基体偏压的影响较小。自腐蚀电流密度随靶电流的增加而增大,当靶电流从3A增至9A时,其数值由1.15×10^(-7)A/cm^(2)增大为3.04×10^(-7)A/cm^(2);自腐蚀电流密度随热丝电流和靶电流呈现先增后减的趋势。腐蚀面积与热丝电流成正相关,热丝电流越大,腐蚀面积越大(5.03%~12.21%);腐蚀面积与靶电流成负相关,靶电流越大,腐蚀面积越小(10.62%~6.51%)。结论热丝电流主要影响涂层的致密度,热丝电流越大,涂层越致密,自腐蚀电位越高。靶电流主要影响涂层厚度,涂层越厚越耐蚀,同时也变得疏松,点蚀增多。基体偏压对于铝涂层的耐蚀性影响不大。 展开更多

关键词 正交试验 磁控溅射 铝涂层 孪晶诱发塑性钢 耐蚀性 腐蚀机制

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TWIP钢在高温ECAP过程中的微观组织及孪晶行为研究 被引量：1

8

作者 王雷 奚运涛 +1 位作者 王世清 高倩 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第A01期432-438,共7页

本研究通过等径通道挤压(ECAP)对孪晶诱导塑性变形钢(TWIP钢)在300℃下进行了晶粒细化,并运用金相显微镜、电子背散射衍射(EBSD)、透射电镜(TEM)观察了经不同道次挤压后TWIP钢的晶粒、孪晶形貌及位错组织。结果表明,在均匀化退火状态下... 本研究通过等径通道挤压(ECAP)对孪晶诱导塑性变形钢(TWIP钢)在300℃下进行了晶粒细化,并运用金相显微镜、电子背散射衍射(EBSD)、透射电镜(TEM)观察了经不同道次挤压后TWIP钢的晶粒、孪晶形貌及位错组织。结果表明,在均匀化退火状态下,试样晶粒基本呈现等轴状态,通过测微尺测量晶粒尺寸,约为(90±30)μm。在1道次挤压后,晶粒沿剪切方向显著伸长,并有尺寸较小的新晶粒产生,许多形变孪晶在剪切带中产生。2道次挤压后新产生的细小晶粒增多,并开始产生许多微孪晶,孪晶易于在晶界处产生。经过4道次等径通道挤压,晶粒逐渐细化至超细晶状态,晶粒尺寸达到0.3~1μm,孪晶厚度随挤压道次的增多而不断减小,甚至达到几十纳米。在不同晶粒尺寸下,TWIP钢在高温ECAP过程中产生孪晶的机理不同。 展开更多

关键词 孪晶诱导塑性变形钢(twip钢) 等径通道挤压(ECAP) 形变孪晶 孪晶形成机制

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热轧V/Ti合金化TWIP钢的拉伸变形行为

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作者 黄玖龙 刘帅 +2 位作者 孙威杰 李冬冬 冯运莉 《塑性工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第11期159-166,共8页

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... 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。 展开更多

关键词 孪晶诱发塑性钢 拉伸性能 动态应变时效 微观组织

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两种不同层错能TWIP钢的变形行为及组织演变 被引量：3

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作者 李华英 丁桦 +1 位作者 李昊泽 邱春林 《材料与冶金学报》 CAS 北大核心 2012年第3期183-187,共5页

对两种不同层错能TWIP钢分别在1 100℃进行了固溶处理,观察了实验钢的微观组织,并分析了实验钢的变形行为.结果表明:通过透射电镜观察,发现较低层错能的TW1实验钢内出现层错,而较高层错能的TW2实验钢内层错较少,但发现位错呈有规则排列... 对两种不同层错能TWIP钢分别在1 100℃进行了固溶处理,观察了实验钢的微观组织,并分析了实验钢的变形行为.结果表明:通过透射电镜观察,发现较低层错能的TW1实验钢内出现层错,而较高层错能的TW2实验钢内层错较少,但发现位错呈有规则排列的组态;TW2实验钢的加工硬化曲线呈现单调下降的趋势,而TW1实验钢的曲线则分为3个阶段. 展开更多

关键词 层错能 孪晶诱发塑性(twip) 固溶处理 形变孪晶 应变硬化率

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温度及应变速率对TWIP钢拉伸性能的影响 被引量：6

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作者 张俊平 段先锋 +1 位作者 史子木 韩福生 《机械工程材料》 CAS CSCD 北大核心 2015年第5期4-9,共6页

通过拉伸试验研究了温度和应变速率对孪生诱发塑性(TWIP)钢拉伸性能的影响。结果表明:随着温度升高,TWIP钢的强度逐渐下降,断后伸长率逐渐增加,应变硬化指数随真应变增加达到并维持在较高的水平,试验钢的均匀变形能力得到提高,宏观塑性... 通过拉伸试验研究了温度和应变速率对孪生诱发塑性(TWIP)钢拉伸性能的影响。结果表明:随着温度升高,TWIP钢的强度逐渐下降,断后伸长率逐渐增加,应变硬化指数随真应变增加达到并维持在较高的水平,试验钢的均匀变形能力得到提高,宏观塑性增加;随应变速率增大,试验钢的流变应力升高,断后伸长率下降,抗拉强度基本保持不变,应变硬化率曲线上的平台区长度明显变短,这表明孪生受到抑制,较早达到硬化极值;应变硬化指数峰值随应变速率的增大而减小,TWIP钢的均匀变形能力及宏观塑性下降。 展开更多

关键词 孪生诱发塑性(twip)钢 孪晶 应变硬化 应变速率 拉伸性能 晶粒取向

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温轧TWIP钢芯三层板的组织和力学性能 被引量：3

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作者 吕萧 曹梅青 +2 位作者 谢鲲 陈鹏涛 谭云亮 《热加工工艺》 北大核心 2020年第13期10-14,18,共6页

采用热轧-温轧工艺制备了孪晶诱导塑性(TWIP)钢芯的三层复合板。用电子探针(EPMA)、高分辨扫描电镜(SEM)、显微硬度计和电子万能试验机对复合板的微观组织、元素分布、显微硬度和拉伸性能进行了测试和分析。结果表明,TWIP钢与低碳钢(LC... 采用热轧-温轧工艺制备了孪晶诱导塑性(TWIP)钢芯的三层复合板。用电子探针(EPMA)、高分辨扫描电镜(SEM)、显微硬度计和电子万能试验机对复合板的微观组织、元素分布、显微硬度和拉伸性能进行了测试和分析。结果表明,TWIP钢与低碳钢(LC)板界面结合良好,没有孔隙、裂缝等缺陷;在结合界面附近发生了Mn元素的扩散,该扩散符合菲克第一定律;轧制工艺制备的复合板晶粒细化,材料硬度提高;TWIP钢芯三层复合板的强度和伸长率与TWIP钢芯的厚度比成正比;在拉伸过程中两侧钢板的晶粒发生协调变形,裂纹首先出现在LC一侧,随后裂纹扩展,最终在TWIP/LC界面形成贯穿的连续裂纹。 展开更多

关键词 孪晶诱导塑性(twip)钢 低碳钢(LC)钢 twip钢芯复合板 界面成分 力学性能

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先进高强度汽车钢板的研制 被引量：6

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作者 李麟 何燕霖 +2 位作者 张梅 符仁钰 史文 《上海大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2011年第4期480-486,共7页

阐述传统相变塑性(transformation induced plasticity,TRIP)钢在成分设计上存在的不足,利用偏聚热力学和动力学设计新型TRIP钢的成分.依据扩散动力学估算TRIP钢经亚临界区等温退火后的最慢冷速,取平衡计算和偏平衡所得T_0温度的平均值... 阐述传统相变塑性(transformation induced plasticity,TRIP)钢在成分设计上存在的不足,利用偏聚热力学和动力学设计新型TRIP钢的成分.依据扩散动力学估算TRIP钢经亚临界区等温退火后的最慢冷速,取平衡计算和偏平衡所得T_0温度的平均值作为过时效温度,依据Hillert模型估算贝氏体增碳所需时间,以上述估算所得的参数通过与大量实验室数据对比后均获证实.以热力学探讨TRIP钢热镀锌的条件,进行系列的焊接性能试验,并在上述基础上进行TRIP钢的大生产.以Dumay所提供参数,估算孪晶诱发塑性(twin induced plasticity,TWIP)钢中组元对奥氏体层错能(stacking fault energy,SFE)的影响,以及不同成分TWIP钢的层错能.根据形成六方马氏体所需层错能,设计TWIP钢的成分,经不同处理后获得应变诱发六方马氏体与淬火马氏体,探讨不同方法获得的马氏体对力学性能的影响.所设计钢经处理后,性能最佳者的抗拉强度达1GPa,延伸率为60%,完全满足第三代汽车用钢的要求. 展开更多

关键词 相变塑性钢 孪晶诱发塑性钢 偏聚热力学 扩散动力学 层错能 力学性能

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