摘要：添加Cr元素设计具有形变诱导孪生效应(twinning-induced plasticity, TWIP)的高强不锈钢,采用亚点阵晶格模型运用Matlab计算得到设计合金层错能(stacking fault energy, SFE)为37.65 mJ/m^(2)。通过(900~1 200)℃×1 h热处理发现晶粒尺寸、退火孪晶数量、初始晶粒尺寸和孪晶片层厚度均随着固溶温度的升高而增加;观察拉伸断口剖面发现在大晶粒中形变孪晶数量多相互交错程度高,形变孪晶不断切割奥氏体晶粒使得材料发生大的无颈缩延伸,应变硬化平台(θ=0)出现较早,随着应变增大,高固溶温度下的混晶组织使得该平台呈交替出现。固溶温度从900℃升高至1 200℃,原始奥氏体晶粒尺寸由25.1μm增大至64.91μm时,冲击吸收功由231 J减少至202 J,断裂方式为韧性断裂,强塑积由47 GPa·%增至69 GPa·%。通过动电位极化曲线分析实验钢在3.5%(质量分数)NaCl中的具有相对较低的腐蚀电位(E_(corr)=-302 mV)和腐蚀电流密度(I_(corr)=1.03×10^(-6) A/cm^(2)),观察分析夹杂物容易成为点蚀诱发源,腐蚀过后观察到其表面产生大量的腐蚀坑洞。

摘要：对Fe-Mn-C成分体系的奥氏体层错能进行热力学建模与计算,并对高锰钢的成分设计与层错能控制进行讨论。

摘要：设计制备了一种新型Fe-12Mn-7Al-0.2C-0.6Si双相钢,通过拉伸性能测试对比了固溶处理及冷轧退火处理对试验钢拉伸性能的影响,利用光学显微镜(OM)、背散射电子衍射(EBSD)和扫描电镜(SEM)等手段对试验钢原始及变形组织进行分析。结果表明:组织中含有粗大δ-铁素体和奥氏体相,经冷轧退火处理后得到具有带状δ-铁素体和等轴状奥氏体的双相组织,且组织显著细化;冷轧退火态试样的屈服强度、抗拉强度及伸长率均高于锻造态试样;冷轧退火态试样变形过程中未有孪晶诱发塑性(TWIP)和相变诱发塑性(TRIP)效应发生。综合考虑元素偏聚以及两相比例分数,对试验钢中奥氏体层错能的计算方法进行优化。据此计算出奥氏体层错能为38.7 mJ·m^(-2),产生孪晶所需要的临界应力超过试样所能达到的最大流变应力,因此难以触发TWIP效应。

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.

摘要：汽车行业的迅速发展使得能源消耗、环境污染等问题日益严重,而开发高强度且轻量化的汽车用钢对节能减排具有重要意义。目前正在研发的第三代先进高强钢包括轻质(Lightweight)钢、Q&P(Quenching and partitioning)钢和中锰钢(Mn质量分数为5%~10%)。其中,Fe-Mn-Al-C系低密度高强钢由于Al元素的加入,在密度降低的同时保持着良好的力学性能,满足第三代汽车用钢对轻量化的要求。同时,由于大量Al、Mn和C元素的添加,Fe-Mn-Al-C系低密度钢的冶炼连铸、微观结构、变形机制、加工过程及应用性能与传统钢种大不相同。本文系统阐述了Fe-Mn-Al-C系低密度钢的成分设计及其中合金元素的作用,介绍了低密度钢的微观组织结构特征;重点讨论了单一铁素体钢、奥氏体基钢、奥氏体基双相钢和铁素体基双相钢的各种强韧化机制,包括固溶强化、细晶强化、沉淀强化及其独特的应变硬化机制,如相变诱导塑性(TRIP)、孪晶诱导塑性(TWIP)、微带诱导塑性(MBIP)、剪切带诱导塑性(SIP)和动态滑移带细化(DSBR)等;并就层错能(SFE)对奥氏体钢变形机制产生的影响进行了总结;最后,对Fe-Mn-Al-C系低密度钢的强韧化机制研究进行展望,为后续研究者的工作提供参考。

摘要：高熵合金是一种原子排列有序,化学无序的新型多主元合金。通过改变合金元素的种类和浓度,能够调控合金系统层错能及显微组织的相稳定性,进而诱发形变孪晶、马氏体相变等塑性变形机制,最终使合金获得突出的综合力学性能。这种高熵合金的设计理念称为“亚稳工程”。亚稳高熵合金的显微组织、相结构及变形机制与合金体系的层错能密切相关。在FeMnCoCr系亚稳高熵合金中,随着系统层错能降低,面心立方结构稳定性下降,从而激活应变诱导马氏体相变(γ→ε),实现了合金强度和塑性的同时提高。本文主要介绍了FeMnCoCr系亚稳高熵合金的成分设计、制备及加工方法、微观结构和力学性能,并对亚稳高熵合金未来的研究方向进行了展望。

摘要：在保证Fe-Mn-Al-Si系TWIP钢原有性能的基础上,为了消除Si对钢表面镀锌的不利影响,根据层错能计算方法以及钢的奥氏体稳定区与成分的经验解析方程,设计了Fe-30Mn-5Al单相奥氏体TWIP钢。采用万能实验机对其进行室温拉伸实验并对实验后的试样进行了背散射电子衍射分析(EBSD),研究了Fe-30Mn-5Al钢的拉伸变形行为。结果表明:Fe-30Mn-5Al奥氏体TWIP钢的层错能为50.35 mJ/m^(2),固溶后的Fe-30Mn-5Al钢,在室温拉伸过程中,形成了大量形变孪晶,抗拉强度达到800 MPa,拉伸延伸率高达100%,兼具优异的强度和塑性。

摘要：讨论合金成分与层错能的关系，结合合金成分对合金组织影响的组织状态图（Ｓｃｈａｅｆｌｅｒ图），提出了较为合理的合金成分设计。加入铬、镍合金元素的同时，降低锰含量可以保证合金具有较低的合金层错能。硅含量为６％时，其层错能最低。如无特殊要求，铬含量应控制在１０％以内。镍含量为Ｃｒ％／１．７，以避免σ相的析出。Ｍｎ含量则以保证Ｍｓ点比室温略高来确定。合金的成分当量应满足下式：ＮｉＥＱ＝－２５／３２ＣｒＥＱ＋２５±０．５（ＣｒＥＱ＜１９）ＮｉＥＱ＝２４／２５ＣｒＥＱ－４．２８±０．

摘要：阐述传统相变塑性(transformation induced plasticity,TRIP)钢在成分设计上存在的不足,利用偏聚热力学和动力学设计新型TRIP钢的成分.依据扩散动力学估算TRIP钢经亚临界区等温退火后的最慢冷速,取平衡计算和偏平衡所得T_0温度的平均值作为过时效温度,依据Hillert模型估算贝氏体增碳所需时间,以上述估算所得的参数通过与大量实验室数据对比后均获证实.以热力学探讨TRIP钢热镀锌的条件,进行系列的焊接性能试验,并在上述基础上进行TRIP钢的大生产.以Dumay所提供参数,估算孪晶诱发塑性(twin induced plasticity,TWIP)钢中组元对奥氏体层错能(stacking fault energy,SFE)的影响,以及不同成分TWIP钢的层错能.根据形成六方马氏体所需层错能,设计TWIP钢的成分,经不同处理后获得应变诱发六方马氏体与淬火马氏体,探讨不同方法获得的马氏体对力学性能的影响.所设计钢经处理后,性能最佳者的抗拉强度达1GPa,延伸率为60%,完全满足第三代汽车用钢的要求.

摘要：综述了TWIP(Twinning induced plasticity)钢研究的现状以及最新的进展。主要介绍现有TWIP钢的成分体系,即Fe-Mn-Al-Si系、Fe-Mn-C系和Fe-Mn-Al-C系,以及各合金元素的作用;TWIP钢基于层错能的成分设计方法,层错能的计算方法及影响因素以及层错能与TWIP效应的关系。简述TWIP钢的组织特点、力学性能特点以及TWIP钢的生产加工的难点。