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《高锰高铝低密度钢的力学行为及强韧化机制研究.docx》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、高锰高铝低密度钢的力学行为及强韧化机制研究低密度高强塑性钢不仅比普通钢材具有更低的密度,且拥有良好强度和塑性的结合,被认为是用于减轻汽车重量和提高抗碰撞能力的首选结构材料。基于所在课题组前期针对三种不同铝含量(8wt.%~12wt.%)高锰(28wt.%)低密度钢静态拉伸力学行为的研究,本文深入分析了在高速冲击条件下温度、铝元素对其力学行为及抗冲击吸能能力的影响,阐明了其强韧化机制。其次,由于铝含量过高会影响钢板的浇铸,考虑用轻元素硅替代钢中部分的铝,同时从合金化的角度考虑,向钢中添加了镍元素,制备了Mn28Al8Si2Ni钢,探讨了不同变形条件对其组织及力学行为的影响,揭示了
2、Mn28Al8Si2Ni钢的强韧化机制。主要的研究内容及结果如下:在不同温度(-50℃、23℃、75℃)下对高锰高铝低密度钢Mn28Alx(x=8,10,12)进行了变形速率为5000s-1的高速冲击试验。结果表明,Mn28Al12和Mn28Al8的屈服强度受变形温度的影响较大,而Mn28Al10的屈服强度受变形温度的影响较小,具有稳定的力学性能。在恒定的冲击温度下,当铝含量不断增多时,屈服强度均不断提高,应变硬化率均逐渐下降。高锰高铝低密度钢在-50℃~75℃范围内均具有优异的抗冲击吸能能力。通过OM、SEM、TEM等分析手段探索了高锰高铝低密度钢高速冲击条件下的强韧化机制。
3、结果表明,应变强化以及位错强化,机械孪晶的产生作为亚晶界对位错运动的阻碍作用,晶内孪晶之间的互相阻碍作用形成对晶粒的细化,同时在高速冲击条件下绝热效应造成的材料软化,是其主要的强韧化机制。在23℃、100℃、200℃和300℃下,分别对Mn28Al8Si2Ni钢在变形速率1×10-4s-1、1×10-3s-1及1×10-2s-1进行了温拉伸试验。结果表明,在应变速率一定时,随变形温度的不断升高,其屈服强度和抗拉强度均不断减小,断后延伸率总体上均不断增大,但在变形速率为1×10-3s-1、1×10-2s-1,当温度从100℃升高至200℃时,断后延伸率随温度的升高有所减小。在变形
4、温度一定时,随应变速率的逐渐增大,屈服强度均不断增大,断后延伸率均先增大后减小,当变形温度为100℃、200℃和300℃时,抗拉强度总体上略微增大,而当变形温度为23℃时,其抗拉强度反而略微减小。通过SEM、TEM等分析手段研究了Mn28Al8Si2Ni钢的强韧化机制。结果表明,位错间缠结阻碍作用形成的位错强化、机械孪晶作为亚晶界对位错运动的阻碍作用以及相互的交割对晶粒的细化是主要的强韧化机制。同时通过对实验钢变形后的微观组织进行观察,验证了变形温度和应变速率对其温拉伸力学行为的影响规律。
