微合金化对孪晶诱导塑性（twip）钢力学性能和微观组织演变影响研究

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1、分类号：TG124.1单位代码：10110学号：S1503089中北大学全日制工程硕士学位论文微合金化对孪晶诱导塑性（TWIP）钢力学性能和微观组织演变影响研究硕士研究生周妍校内指导教师李大赵校外指导教师阎光成所在领域材料工程2018年5月31日图书分类号TG124.1密级非密注1UDC31全日制工程硕士学位论文微合金化对孪晶诱导塑性（TWIP）钢力学性能和微观组织演变影响研究a周妍a校内指导教师（姓名、职称）李大赵教授校外指导教师（姓名、职称）阎光成高级工程师申请学位级别全日制工程硕士所在领域（研究方向）材料工程论文提交日期2018年4月10日论文答辩日期201

2、8年5月28日学位授予日期年月日论文评阅人刘宝胜副教授靳玉春教授答辩委员会主席霍文娟教授2018年5月31日注1：注明《国际十进分类法UDC》的分类原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在指导教师的指导下，独立进行研究所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含其他个人或集体已经发表或撰写过的科研成果。对本文的研究作出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本声明的法律责任由本人承担。论文作者签名：日期：关于学位论文使用权的说明本人完全了解中北大学有关保管、使用学位论文的规定，其中包括：①学校有权保管、并向有关部门送交学位论文的原件与复

3、印件；②学校可以采用影印、缩印或其它复制手段复制并保存学位论文；③学校可允许学位论文被查阅或借阅；④学校可以学术交流为目的，复制赠送和交换学位论文；⑤学校可以公布学位论文的全部或部分内容（保密学位论文在解密后遵守此规定）。签名：日期：导师签名：日期：中北大学学位论文微合金化对孪晶诱导塑性(TWIP)钢力学性能和微观组织演变影响研究摘要孪晶诱导塑性（TWIP）钢具有强度高、韧塑性好、能量吸收能力高、不发生低温脆性转变现象等优点。然而，TWIP钢较低的屈服强度严重制约了其工业化应用。本课题采用微合金化的方法，将铌、钒、钛作为微合金元素加入到TWIP钢中，在尽量维持材料

4、强度和塑性的基础上提高屈服强度。力学性能方面，本研究通过室温拉伸试验对比冷轧态和不同温度退火处理后的TWIP钢和微合金化TWIP-MA钢的拉伸性能；通过硬度测试研究不同压缩量下TWIP钢和微合金化TWIP-MA钢加工硬化情况；采用夏比冲击试验测试微合金化TWIP-MA钢在不同温度下的抗冲击性能。组织结构及机理方面，使用光学显微镜，X射线衍射仪、扫描电镜、透射电镜、能谱仪等分析测试仪器表征了拉伸、压缩、冲击变形前后的组织；分析了其变形过程中的组织演变，探讨位错、孪晶、微合金元素析出相间的相互作用以及强化机制。本研究得到以下结论：1、TWIP钢的微合金化对其强度和塑性

5、均有所改善。基于细晶强化机制，同时提高了TWIP钢的强度及塑性。冷轧态TWIP-MA钢在900℃退火处理后屈服强度较TWIP钢提高55MPa，增幅14.7%；总伸长率提高了5.6%，增幅达8.7%。该状态下TWIP-MA钢拉伸性能最好，强塑积达53.2GPa·%。2、TWIP钢在压缩变形过程中的主要变形机制是孪生。微合金元素的析出细化了奥氏体晶粒，抑制了孪晶的形成；另一方面，析出相对位错钉扎易造成应力集中，很大程度上又促进了孪晶的形成和发展。TWIP-MA钢由于具有更小的晶粒尺寸，其硬度大于TWIP钢。同时，两种试验钢硬度随压缩变形量的变化趋势基本一致。3、冲击变

6、形过程中，TWIP-MA钢在20℃到-196℃均表现为韧性断裂，无低温脆性转变。TWIP-MA钢中微合金元素析出相促进了孪晶的形成和发展，细化了晶粒并提高了材料的强度，从而提高了材料的抗冲击性能。关键词：孪晶诱导塑性（TWIP）钢，微合金化，冲击韧性，奥氏体，形变孪晶中北大学学位论文EffectofMicroalloyingontheMechanicalPropertiesandMicrostructureEvolutionofTwinning-InducedPlastic(TWIP)SteelsAbstractTwinning-inducedplasticity

7、(TWIP)steelfeatureshighstrength,goodtoughness,highenergyabsorptioncapacity,andithasnoFATT,yetitslowyieldstrengthhasseverelyrestricteditsindustrialapplication.Therefore,amicroalloyingmethod,i.e.,addingniobium,vanadium,andtitaniumintoTWIPsteelasmicro-alloyingelements,isadoptedinthisproj

8、ectto