金属学报  2012, Vol. 48 Issue (1): 122-128    DOI: 10.3724/SP.J.1037.2011.00375

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含TRIP效应的Fe-18Mn-Si-C热轧TWIP钢的设计与研究

刘仁东1, 2), 史文3), 何燕霖3), 李麟3), 王福1)

1) 东北大学材料与冶金学院, 沈阳 110819 2)  鞍山钢铁集团公司技术中心, 鞍山 114009 3) 上海大学材料科学与工程学院, 上海 200072

DESIGN AND INVESTIGATION ON THE HOT ROLLING TWIP STEEL WITH TRIP EFFECT

LIU Rendong1, 2) , SHI Wen3),  HE Yanlin3),  LI Lin3),  WANG Fu1)

1) School of Materials and Metallurgy, Northeastern University, Shenyang 110819 2) Technology Center, Anshan Iron and Steel Group Corporation, Anshan 114009 3) School of Materials Science and Engineering, Shanghai University, Shanghai 200072

刘仁东 史文 何燕霖 李麟 王福. 含TRIP效应的Fe-18Mn-Si-C热轧TWIP钢的设计与研究[J]. 金属学报, 2012, 48(1): 122-128.
, , , , , , , . DESIGN AND INVESTIGATION ON THE HOT ROLLING TWIP STEEL WITH TRIP EFFECT[J]. Acta Metall Sin, 2012, 48(1): 122-128.

摘要 参考文献 相关文章 Metrics 全文: PDF(1966 KB)   摘要: 本文采用层错能估算和相图计算的方法, 通过增C降Mn的成分优选, 设计了 Fe-18Mn-0.528Si-0.6C(质量分数, %)实验钢, 研究表明, 该钢种在室温拉伸变形时会发生γ→ε相变. 借助OM, XRD和TEM对热轧实验钢板室温拉伸性能测试前后的组织进行了分析与研究, 结果表明: 经过1100 ℃开轧, 850 ℃终轧后空冷的热轧钢板由于孪晶诱发塑性(TWIP)+相变诱发塑性(TRIP, γ→ε)双重效应的作用, 实现了抗拉强度超过1 GPa, 延伸率大于60%的优良性能, 达到了第三代汽车用钢的要求; 淬火ε马氏体和应力诱发ε马氏体的存在会导致力学性能下降. 关键词 ： 孪晶诱发塑性(TWIP)钢,  ε马氏体,  层错能,  材料设计,  第三代汽车用钢     Abstract：There exists obvious deficiency in traditional twining induced plasticity (TWIP) steel which exhibits excessive ductility but rather low strength. In order to improve the property, new composition of a test steel, i.e., Fe-18Mn-0.528Si-0.6C (mass fraction, %) steel is designed through increasing C content and decreasing Mn content upon the estimation result of stack fault energy and phase diagram calculation. That the γ→ε transformation may happen during deformation at room temperature in the designed steel is predicted through calculation. The microstructure, before and after tensile test, of the hot rolling test steel is analyzed with OM, XRD and TEM. It is shown that there occurs simultaneously TWIP and transformation induced plasticity (TRIP) effect in the steel treated by a special hot rolling process (rolling starting temperature 1100 ℃, finishing rolling temperature 850 ℃\linebreak and air cooling) and superior mechanical property with strength higher than 1 GPa and elongation rate higher than 60\% are then obtained which fit very well with the requirement of the third generation automobile steel. It is also revealed the existence of ε martensite obtained through quenching or induced by stress would damage the mechanical property. Key words： twining induced plasticity (TWIP) steel    ε martensite    stack fault energy    material designing    3th generation auto steel 收稿日期: 2011-06-17      ZTFLH:  TG142   基金资助: 国家重点基础研究发展计划项目2010CB630802, 国家自然科学基金项目50934011和50971137资助 作者简介: 刘仁东, 男, 1964年生, 教授级高工 服务 把本文推荐给朋友 加入引用管理器 E-mail Alert RSS 作者相关文章 刘仁东 史文 何燕霖 符仁钰 张梅 李麟 张晓刚 王福 44.8K 链接本文: https://www.ams.org.cn/CN/10.3724/SP.J.1037.2011.00375      或      https://www.ams.org.cn/CN/Y2012/V48/I1/122 [1] Grassel O, Frommeyer G, Derder C, Hofmann H. J Phys IV, 1997; 7(C5): 383 [2] Vercammen S, Blanpain B, De Cooman B C, Wollants P. Acta Mater, 2004; 52: 2005 [3] Remy L, Pineau A. Mater Sci Eng, 1977; 28: 99 [4] Frommeyer G, Br¨ux U, Neumann P. ISIJ Int, 2003; 43: 438 [5] Sato K, Ichinose M, Hirotsu Y, Inoue Y. ISIJ Int, 1989; 29: 868 [6] Allain S, Chateau J P, Bouaziz O, Migot S, Guelton N. Mater Sci Eng, 2004; A387–389: 158 [7] Dumay A, Chateau J P, Allain S, Migot S, Bouaziz O. Mater Sci Eng, 2008; A483–484: 184 [8] Lee Y K, Choi C S. Metall Mater Trans, 2000; 31A: 355 [9] Kim J Y, Lee S J, De Cooman B C. 1st Int Conf on High Manganese Steels, Seoul, Korea, CD–ROM, 2011: A19 [10] Li L, Gao Y, Shi W, Liu R D, He Y L, Fu R Y, Zhang M. 1st Int Conf on High Manganese Steels, Seoul, Korea,CD–ROM, 2011: A40 [11] Edmonds D V, Speer J G. Mater Sci Technol, 2010; 26: 386 [12] Olson G B, Cohen M. Metall Trans, 1976; 7A: 1897 [13] Inden G. Z Metallk, 1977; 68: 529 [14] Hillert M, Jarl M. Calphad, 1978; 2: 227 [15] Dinsdale A T. Calphad, 1991; 15: 317 [16] Li L, Hsu T Y. Calphad, 1997; 21: 443 [17] Chou K C. Calphad, 1995; 19: 315 [18] Li L. Transformation Induced Plasticity Steel-Principles, Properties, Design and Application. Beijing: Science Press, 2009: 3 (李麟. 相变塑性钢---原理、性能、设计和应用. 北京: 科学出版社, 2009: 3) [1] 张哲峰, 李克强, 蔡拓, 李鹏, 张振军, 刘睿, 杨金波, 张鹏. 层错能对面心立方金属形变机制与力学性能的影响[J]. 金属学报, 2023, 59(4): 467-477. [2] 宋波, 张金良, 章媛洁, 胡凯, 方儒轩, 姜鑫, 张莘茹, 吴祖胜, 史玉升. 金属激光增材制造材料设计研究进展[J]. 金属学报, 2023, 59(1): 1-15. [3] 韩冬, 张炎杰, 李小武. 短程有序对高层错能Cu-Mn合金拉-拉疲劳变形行为及损伤机制的影响[J]. 金属学报, 2022, 58(9): 1208-1220. [4] 杨志昆, 王浩, 张义文, 胡本芙. Ta含量对镍基粉末高温合金高温蠕变变形行为和性能的影响[J]. 金属学报, 2021, 57(8): 1027-1038. [5] 谢建新, 宿彦京, 薛德祯, 姜雪, 付华栋, 黄海友. 机器学习在材料研发中的应用[J]. 金属学报, 2021, 57(11): 1343-1361. [6] 吉宗威,卢松,于慧,胡青苗,Vitos Levente,杨锐. 第一性原理研究反位缺陷对TiAl基合金力学行为的影响[J]. 金属学报, 2019, 55(5): 673-682. [7] 武高辉, 乔菁, 姜龙涛. Al及其复合材料尺寸稳定性原理与稳定化设计研究进展[J]. 金属学报, 2019, 55(1): 33-44. [8] 安祥海, 吴世丁, 张哲峰. 层错能对纳米晶Cu-Al合金微观结构、拉伸及疲劳性能的影响*[J]. 金属学报, 2014, 50(2): 191-201. [9] 薛鹏, 肖伯律, 马宗义. 搅拌摩擦加工超细晶及纳米结构Cu-Al合金的微观组织和力学性能研究*[J]. 金属学报, 2014, 50(2): 245-251. [10] 秦小梅 陈礼清 邸洪双 邓伟. 变形温度对Fe-23Mn-2Al-0.2C TWIP钢变形机制的影响[J]. 金属学报, 2011, 47(9): 1117-1122. [11] 董明慧 韩培德 张彩丽 杨艳青 张莉莉 李洪飞. Al-Mg合金中层错和孪晶形变能的第一性原理研究[J]. 金属学报, 2011, 47(5): 573-577. [12] 王书晗 刘振宇 张维娜 王国栋. TWIP钢不同温度变形的力学性能变化规律及机理研究[J]. 金属学报, 2009, 45(5): 573-578. [13] 王松涛; 杨柯; 单以银; 李来风 . 冷变形对高氮奥氏体不锈钢组织与力学行为的影响[J]. 金属学报, 2007, 43(7): 713-718 . [14] 刘向军;林信远;陈士仁. 两种不锈铁基形状记忆合金层错能的计算[J]. 金属学报, 1998, 34(9): 903-907. [15] 肖纪美. 抗断裂的材料设计[J]. 金属学报, 1997, 33(2): 113-125. Viewed Full text Abstract Cited   Shared      Discussed