冷轧态TWIP钢及其退火处理后的组织与性能研究

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根据热力学公式计算出试验用钢的成分并进行冶炼,最后并根据不同冷轧压下量TWIP钢的显微组织及其显微硬度值,从而确定不同冷轧压下量下的再结晶温度,进而确定不同冷轧状态的退火工艺。试验采用光学金相、X射线衍射、扫描电子显微镜手段分析了冷轧态及相应退火态的组织演变行为及力学性能。结果表明,TWIP钢的层错能为23.7 mJ/m2,符合20 mJ/m2-35 mJ/m2之间的要求,可使TWIP钢的变形机制以孪生为主。压下量为25%、50%、75%和88%TWIP钢的再结晶开始温度分别在500-525℃、400-425℃、400-415℃和400-410℃之间,而相应的再结晶终了温度,分别在580-600℃、530-550℃、520-540℃和500-520℃之间。TWIP钢在冷轧过程中时,随着冷轧压下量的增加,其孪晶的演变过程从一次孪晶到二次孪晶,最后形成大量的纳米孪晶,冷轧过程中轧制速度越大生成的孪晶量越大。当压下量为50%的冷轧TWIP钢,无论轧制速度为0.2 m/s还是0.4 m/s,轧制横向的延伸率和抗拉强度均高于轧制纵向的延伸率和抗拉强度,而轧制横向的屈服强度和屈强比低于轧制纵向的。而当压下量为75%时,轧制横向的屈服强度和抗拉强度大于轧制纵向的屈服强度和抗拉强度,但轧制横向的延伸率小于轧制纵向的。冷轧TWIP钢在退火过程中,随着温度增加至再结晶开始温度时,TWIP钢中的C原子发生偏聚,而在随后冷却过程中发生少量马氏体相变,当退火温度增加至再结晶终了温度时,随后的冷却过程中马氏体转变消失,最终形成完全再结晶的奥氏体晶粒。对于相同冷轧压下量的TWIP钢,中间退火处理后再次冷轧可以促进孪晶的生成,使TWIP钢的屈服强度及抗拉强度有所提升,延伸率略有下降。
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