金属学报  2012, Vol. 48 Issue (7): 769-774    DOI: 10.3724/SP.J.1037.2012.00047

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N对TWIP钢马氏体相变及力学性能的影响

黄宝旭1, 2), 王长征1), 王晓东3),  戎咏华3)

1) 聊城大学材料科学与工程学院, 聊城大学有色金属研究院, 聊城 252059 2) 中国科学院兰州化学物理研究所固体润滑国家重点实验室, 兰州 730000 3) 上海交通大学材料科学与工程学院, 上海 200240

EFFECT OF NITROGEN ON MARTENSITIC TRANSFORMATION AND MECHANICAL PROPERTIES OF TWIP STEEL

HUANG Baoxu1, 2),  WANG Changzheng1),  WANG Xiaodong3),  RONG Yonghua3)

1) School of Materials Science and Engineering, Research Institute of Non--ferrous Metals, Liaocheng University, Liaocheng 252059 2) State Key Laboratory of Solid Lubrication, Lanzhou Institute of Chemical Physics, Chinese Academy of Sciences, Lanzhou 730000 3) School of Materials Science and Engineering, Shanghai Jiaotong University, Shanghai 200240

黄宝旭 王长征 王晓东 戎咏华. N对TWIP钢马氏体相变及力学性能的影响[J]. 金属学报, 2012, 48(7): 769-774.
, , , . EFFECT OF NITROGEN ON MARTENSITIC TRANSFORMATION AND MECHANICAL PROPERTIES OF TWIP STEEL[J]. Acta Metall Sin, 2012, 48(7): 769-774.

摘要 参考文献 相关文章 Metrics 全文: PDF(1183 KB)   摘要: 以传统TWIP钢为对比, 测试了含N TWIP钢的力学性能, 并利用XRD进行物相分析和TEM进行微观结构表征. 结果表明, 在由fcc或hcp结构向bcc结构马氏体进行相变时, 晶体结构中的最大间隙由0.1047 nm降低至0.0725 nm. 间隙原子N的存在显著增大bcc结构的晶格畸变能, 提高α马氏体切变的阻力, 因而强烈抑制$\alpha$马氏体相变, 导致组织中hcp结构ε相含量大幅度增加, 提高了TWIP钢的强度, 但也降低了钢的塑性. 另外, 奥氏体平均和区域层错几率的计算及微观组织分析结果表明, 形变增加层错的数量, 而马氏体相变消耗层错, 从而减少层错数量. Abstract：Twinning induced plasticity (TWIP) steels show large elongation and high tensile strength, exhibiting a super balance between strength and plasticity. Until now, the effects of Mn, Si and Al on stacking fault energy (SFE) and phase transformation of TWIP steel had been investigated, but the effect of N on phase transformation, especially martensitc transformation in TWIP steel has not been reported. In the present paper, the mechanical properties of TWIP steel with the addition of N were tested. The phases were analyzed by XRD and the microstructure was characterized by TEM. The average and local probabilities of stacking faults were also calculated by using shifts of X-ray peak and electron diffraction spot, respectively. Compared with the conventional TWIP steel, the results showed that at a lower SFE level, when fcc austensite or hcp martensite transformed to bcc martensite, the largest interstice decreased from 0.1047 to 0.0725 nm. The lattice distortion energy of bcc martensite was greatly enlarged by N, which situated in the interstices, leading to the suppression of the bcc martensitic transformation. As a result, the content of hcp martensite increased, causing the increase of strength and decrease of plasticity. Besides, the results also showed that deformation increased stacking faults and hcp or bcc martensitic transformation consumed a large number of stacking faults. Key words： TWIP steel    martensitic transformation    mechanical property 收稿日期: 2012-02-06      ZTFLH:  TG142   基金资助: 国家自然科学基金项目50571060和聊城大学校资助计划项目X071007资助 作者简介: 黄宝旭, 男, 1973年生, 副教授, 博士 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 黄宝旭 王长征 王晓东 戎咏华 44.8K 链接本文: https://www.ams.org.cn/CN/10.3724/SP.J.1037.2012.00047      或      https://www.ams.org.cn/CN/Y2012/V48/I7/769 [1] Grassel O, Frommeyer G, Derder C, Hofmann H. J Phys IV France, 1997; 5: 383 [2] Frommeyer G, Brux U, Neumann P. ISIJ Int, 2003; 43: 438 [3] Vercammen S, Blanpain B, De Cooman B C, Wollants P. Acta Mater, 2004; 52: 2005 [4] Sato K, Ichinose M, Hirotsu Y, Inoue Y. ISIJ Int, 1989; 29: 868 [5] Christian J W, Mahajan S. Prog Mater Sci, 1995; 39: 1 [6] Grassel O, Kruger L, Frommeyer G, Meyer L W. Int J Plasticity, 2000; 16: 1391 [7] Schramm R E, Reed R P. Metall Trans, 1975; 6A: 1345 [8] Yakubtsov I A, Ariapour A, Perovic D D. Acta Mater, 1999; 47:1271 [9] Wan J F, Huang X, Chen S P, Hsu T Y (Xu Z Y). Mater Trans JIM, 2002; 43: 920 [10] Wan J F, Chen S P, Hsu T Y (Xu Z Y). Acta Metall Sin, 2000; 36: 679 (万见峰, 陈世朴, 徐祖耀. 金属学报, 2000; 36: 679) [11] Huang B X, Wang X, Wang L, Rong Y. Metall Mater Trans, 2008; 39A: 717 [12] Huang B X. PhD Thesis, Shanghai Jiaotong University, 2007 (黄宝旭. 上海交通大学博士论文, 2007) [13] Huang X, Wan J F, Chen S P, Hsu T Y (Xu Z Y). J Shanghai Jiaotong Univ, 2002; 36: 21 (黄幸, 万见峰, 陈世朴, 徐祖耀. 上海交通大学学报, 2002; 36: 21) [14] Fan X. Metal X–ray Analysis. Beijing: China Machine Press, 1996: 36 (范雄. 金属X射线学. 北京: 机械工业出版社, 1996: 36) [15] Zuo Y S, Chen W Z, Liang W. Modern Methods of Materials Testing. Beijing: Beijing University of Technology Press, 2000: 101 (左演声, 陈文哲, 梁伟. 材料现代分析方法. 北京: 北京工业大学出版社, 2000: 101) [16] Rong Y H, He G, Guo Z H, Chen S P, Hsu T Y (Xu Z Y). J Mater Sci Technol, 2002; 18: 459 [17] Nishiyama Z, Kakinoki J, Kajiwara S. J Phys Soc Jpn, 1965; 20: 1192 [18] Kajiwara S. J Appl Phys, 1970; 9: 385 [19] Kajiwara S. J Phys Soc Jpn, 1967; 22: 795 [20] Wang X D, Huang B X, Rong Y H, Wang L. J Appl Phys, 2007; 101: 093511 [21] Pan J S, Tong J M, Tian M B. Fundamental of Materials. Beijing: Tsinghua University Press, 2002: 18 (潘金生, 仝健民, 田民波. 材料科学基础. 北京: 清华大学出版社, 2002: 18) [22] Yang F J. Atomic Physics. Beijing: Higher Education Press, 1985: 509 (杨福家. 原子物理学. 北京: 高等教育出版社, 1985: 509) [23] Jiang B, Qi X, Yang S, Yang S, ZhouW, Hsu T Y (Xu Z Y). Acta Mater, 1998; 46: 501 [24] Warren B E. X-ray diffraction. Massachusett: Addison– Wesley, 1969: 275 [25] Hsu T Y (Xu Z Y). Acta Metall Sin, 1980; 16: 430 (徐祖耀. 金属学报, 1980; 16: 430) [26] Hsu T Y (Xu Z Y). Martensitic Transformation and Martensite. Beijing: Science Press, 1999: 83 (徐祖耀. 马氏体相变与马氏体. 北京: 科学出版社, 1999: 83) [1] 王颖,张柯,郭正洪,陈乃录,戎咏华. 残余奥氏体增强低碳Q-P-T钢塑性的新效应[J]. 金属学报, 2012, 48(6): 641-648. [2] 王学,潘乾刚,陶永顺,章应霖,曾会强,刘洪. P92钢焊接接头IV型蠕变断裂特性[J]. 金属学报, 2012, 48(4): 427-434. [3] 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. [4] 张柯 许为宗 郭正洪 戎咏华 王毛球 董瀚. 新型Q-P-T和传统Q-T工艺对不同C含量马氏体钢组织和力学性能的影响[J]. 金属学报, 2011, 47(4): 489-496. [5] 柯常波 马骁 张新平. 孔隙对NiTi形状记忆合金中B2-R相变影响的相场模拟[J]. 金属学报, 2011, 47(2): 129-139. [6] 闵志先 沈军 冯周荣 王灵水 刘林 傅恒志. 定向凝固DZ125合金的溶质分配系数及偏析行为的研究[J]. 金属学报, 2010, 46(12): 1543-1548. [7] 柯常波 马骁 张新平. NiTi形状记忆合金中共格Ni4Ti3沉淀相生长动力学行为的相场法模拟[J]. 金属学报, 2010, 46(1): 84-90. [8] 刘刚 刘林 赵新宝 张卫国 金涛 张军 傅恒志. 一种镍基单晶高温合金的高温度梯度定向凝固组织及枝晶偏析[J]. 金属学报, 2010, 46(1): 77-83. [9] 杨银辉 柴锋 严彪 苏航 杨才福. Ti处理改善船体钢焊接粗晶区的低温韧性研究[J]. 金属学报, 2010, 46(1): 62-70. [10] 赵达文 李金富. 相场法模拟动力学各向异性对过冷熔体中晶体生长的影响[J]. 金属学报, 2009, 45(10): 1237-1241. [11] 张卫国 刘林 黄太文 赵新宝 余竹焕 傅恒志. 高温度梯度定向凝固冷却速率对DZ4125合金γ'相的影响[J]. 金属学报, 2009, 45(5): 592-596. [12] 徐匡迪. 关于洁净钢的若干基本问题[J]. 金属学报, 2009, 45(3): 257-269. [13] 张占领 柳永宁 于光 朱杰武 何涛. 超高碳钢中枣核状马氏体形态及亚结构[J]. 金属学报, 2009, 45(3): 280-284. Viewed Full text Abstract Cited   Shared      Discussed