铝元素对TWIP钢热轧后材料性质影响之研究.doc

《铝元素对TWIP钢热轧后材料性质影响之研究.doc》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、鋁元素對TWI斓熱軋後材料性質影響之硏究*TheEffectofAlDopingonthePropertiesofHot-rolledTWIPSteels*章凱斌1■潘永村2■楊勝閔3■林東毅3,4*爲九十九年十月七日中國鑛冶工程學會九十九年年會宣讀之論文】義守大學材料科學與工程學系2中鋼公司3國立高雄大學扔件及鋼鐵技術硏究中心4阈立高雄大學化學匚程及材料匚程學系近年來由於人們生活水準提高，對汽車安全性及環保意識更加重視，所以藉由開發高強度及高延展性的鋼材，來提升汽車的安全性也可達到輕量化之日的，有助於地球永續之發展。本硏究經由熔煉方

2、式添加2〜4wl%的鋁元索於Fe-24Mn-0.6C系TWIP鋼，並經固溶化、熱軋及退火後，對TWIP鋼顯微組織及機械性質進行探討；同時利用熱力學方式計算鋼材之疊差能。實驗結果顯示，經固溶化退火後鋼材內有退火雙晶存在，平均晶粒尺寸大約75~100“m，此鋼材於室溫下仍爲沃斯田鐵@相)組織；經拉伸試驗後以Fe-24Mn-0.6C之拉伸性質最佳，抗拉強度乘以伸長量(T.S.xEL)値可達70000MPa%，且拉伸後破斷面呈現延性破壞，硬度値約爲HRB80。關鍵字：熱軋、TWIP鋼、顯微組織Highstrengthandductilitys

3、teelsareinagreatdemandbyautomobileindustriesworldwide.Highstrengthsteelscanreducethethicknessofsteelunderthesamesafetyrequirementsthatmakesvehiclelighter,therebyimprovingenergyefficiencyandreducingpollutantemission.Inthisstudy,Fe-24Mn-0.6CseriesTWIPsteelwasdopedwith2wt%

4、and4wt%Alelementthroughavacuuminducedmeltingprocess.ThemicrostructureoftheAldopedTWIPsteelswasexaminedandtheirmechanicalpropertiesdetermined.Analysisresultsshowedthatthehot-rolledTWIPsteelshaveannealingtwins.Thegrainsizeincreasedfrom75to100/zmwithAlcontentincreasingto4w

5、t%.TheaustenitephasewasthemainphaseofTWIPsteelsatroomtemperature.TensiletestresultsshowedexcellentmechanicalpropertieswiththevalueofT.S.xEl.reaching70000MPa%andthehardnessHRB80.Keywords:hotrolling,TWIPsteel,microstructurei刖目日前汽車污染與能源短缺是一項重要的問題，藉由機械性質的提升來減少材料的使用量，可降低二氧化碳

6、之排放及成本，已成爲世界鋼鐵與汽車工業發展之方向。第一代的先進高強度鋼包含雙相鋼'複合相'麻田散鐵鋼等，主要是以肥粒鐵基地爲主之複合鋼。爲進一步開發更高強度與延展性組合(TS與EL乘積＞40000MPa-%)之先進高強度鋼，於是有以沃斯田鐵爲基地之第二代先進高強度鋼如雙晶誘發塑性鋼、沃斯田鐵不銹鋼等之發展，如圖1所示。根據文獻⑴所提出之雙晶強化結果，若能經由塑變過程屮產生雙晶，Fe-20Mn-3Si-3Al鋼可得到抗拉強度830MPa，總延伸率95%之優異機性表現。這種利用雙晶強化之沃斯田鐵與日前高強度先進鋼具有相同等級之強度，及超高

7、延伸率之優點，因此我們稱此種鋼材爲雙晶誘發塑變鋼(Twinning-InducedPlasticity,TWIP)°雙晶誘發塑性(Twirniinginducedplasticity,TWIP):係指當外力作用時，部分晶粒產生剪斷變形，此時發生雙晶變形之部分與未發生雙晶變形之間，原子排列會以鏡面對稱的方式呈現，雙晶晶界可視爲高能障區域，阻止差排移動，即爲變形雙晶引起快速的加工硬化效果⑵。而頸縮的蔓延將會被延遲或阻礙，所以另一個新的頸縮區域將產生在另一個位置，但頸縮的擴散又將再一次被此高強度及變形雙晶阻止，如此多次的頸縮機構導致伸長率的

8、提升⑶，這就是所謂的TWIP效應。變形雙晶產生時，拉伸應變導致快速的加工硬化⑷，當變形雙晶繼續產生，增加的應變導致應變硬化的增加'這也是TWIP效應有如此高韌性的原因。rcnsilrMrrBjjth(MPa)圖・1不同種