双相钢的变形协调和断裂特性研究

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1、上海交通大学硕士学位论文双相钢的变形协调和断裂特性研究硕士研究生：许以阳学号：1110509034导师：沈耀申请学位：工学硕士学位学科：材料科学与工程所在单位：材料科学与工程学院答辩日期：2014年1月授予学位单位：上海交通大学万方数据DissertationSubmittedtoShanghaiJiaoTongUniversityfortheDegreeofMasterTHERESEARCHONDEFORMATIONCOMPATIBILITYANDFRACTURECHARACTERISTICSOFDUALPHASESTEEL

2、SCandidate：YiyangXuStudentID:1110509034Supervisor：YaoShenAcademicDegreeAppliedfor：MasterDegreeinEngineeringSpeciality：MaterialsScienceandEngineeringSchoolofMaterialsScienceAffiliation：andEngineeringDateofDefence：Jan,2014Degree-Conferring-Institution：ShanghaiJiaoTong

3、University万方数据上海交通大学学位论文原创性声明本人郑重声明:所呈交的学位论文《双相钢的变形协调和断裂特性研究》,是本人在导师的指导下,独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外,本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体,均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名:忤日期:,o降年n月’多日万方数据上海交通大学学位论文版权使用授权书本学位论文作者宄全了解学校有关保留、使用学位论文的规定,同意学校保留并向国家有

4、关部门或机构送交论文的复印件和电子版,允许论文被查阅和借阅。本人授权上海交通大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。保密□,在~年解密后适用本授权书。本学位论文属于y不保密“”(请在以上方框内打√)学位论文作者签名:讦队Fg指导教师签名:日期:9月9;日日期:冫屮年J月W日万方数据上海交通大学硕士学位论文双相钢的变形协调和断裂特性研究摘要双相钢因具有连续屈服、成形能力好、工作硬化能力高、抗拉强度高、屈强比低等特点，广泛用于汽车用钢。由于铁素体和马氏体强

5、度差别较大，变形时应力、应变在两相间的分配极为不均匀，这种不协调变形会促使材料内孔洞或裂纹的产生，诱发材料的断裂。因此对双相钢的变形协调行为和断裂特性进行深入的研究，把握变形协调的规律和断裂起始的原因，有助于双相钢乃至新一代高强钢的优化设计。本文探索了微观尺度应变测量所使用薄膜的制备方法，在此基础上主要研究了含不同体积分数马氏体的双相钢的应变分配行为以及不同微观形貌的双相钢的断裂特性，另对双相不锈钢的应变分布行为进行了初步探究。首先，探究数字图像相关方法应变测量标记物的制备方法，通过电镀和磁控溅射分别得到粒径0.5~1μm的铟

6、颗粒薄膜和20~100nm的铟锡合金颗粒薄膜，可作为微米级和纳米级尺度应变分析的标记物。其次，双相钢在不同变形量下的微观应变分配规律相似，应变分布都很不均匀，且较大变形量时应变分布不均匀性更为显著；而且较小马氏体体积分数的双相钢中，应变在铁素体和马氏体间分配的不均匀性更显著；微区内都可以观察到一些应变集中的变形带，变形带主要分布在铁素体上，尤其在块状马氏体间的较窄铁素体区域出现的概率比较大，在马氏体上或相界面处也有少量应变集中的变形带；决定双相钢内铁素体塑性变形行为的是铁素体晶粒所处的环境，而不是宏观上铁素体晶粒的施密特因子。

7、双相不锈钢的应变分布远比双相钢均匀，没有变形带的产生；变形量增大时，应变分配规律相似，应变不均匀性稍有增加；奥氏体的晶体取向决定其塑性变形行为，应变集中I万方数据上海交通大学硕士学位论文在取向占优的奥氏体及其附近区域。最后，研究了不同微观形貌双相钢的断裂特性。等效应变图反映的应变集中规律，良好地反映了双相钢表面裂纹源的位置。分级淬火得到粗大块状分布的马氏体，临界区退火得到岛状分布的马氏体，前者韧性优于后者。分析认为，由于前者变形时应变分布更不均匀，铁素体内应变更大，部分相界面的孔洞或马氏体上的裂纹向铁素体扩展时，遭遇铁素体内应

8、变较大的塑性区发生钝化，使铁素体以微孔聚集的方式发生韧性断裂，而后者铁素体内的应变不足以钝化裂纹，发生的是解理断裂，所以前者断口韧窝更多，韧性更好。关键词：双相钢，变形协调，数字图像相关方法，应变分布，断裂II万方数据上海交通大学硕士学位论文THERESEARCHONDEFO