高锰TRIP钢的形变诱导马氏体相变及加工硬化行为

1、4610Vol.46No.1020101012301236ACTA METALLURGICA SINICA Oct. 2010 pp.1230123610:TRIP1231between work hardening rate of d /dand true strain based on the true stresstruestain curves. It has been found that continuous transformation from austenite or martensiteto martensitecan take place during deformati

2、on, which increases the workhardeningrate to improve the TRIP eect.KEY WORDS high manganese steel, TRIP eect,autenite, martensitic transformation, strainhardening behaviorTWIP/TRIP(Mn15%30%,Al Si2%4%,1. Mn 25%,TWIP(twininduced plasticity ,; Mn 25%, , TRIP(transformationinduced plasticity 2. , Mn Mn

3、, ,. , Mn Mn , TRIP ,., 37Mn 25%Mn ,Mn TRIP 8, 9, TRIP. TRIP.Mn,.,(15%20%MnTRIP,10, 11.(EBSDTRIP/TWIP, 12, 13.(TEM,14. TRIP ,Mn15%20%TRIP.TEM,TRIP,.150kg. 1.1473K 2h,10mm .1473K1h, 3mm, 1373K 1530min. GB/T2282002, CMT5105,3mm/min.4%(,LeicaQ550IW (OM.PW3040/60X(XRD.3mm,50µm,TenuPol5,9%(,1520V,20

4、.FEI TECNAI G2F20TEM.1Table 1Chemical composition of the experimental steels(massfraction, %Sample Mn Si Al C S P Fe No.115.73.772.130.020.0070.009Bal. No.219.73.631.920.020.0080.009Bal.22.112Mn,2., 15min 30min, No.1, 8499MPa ·%21948MPa ·%;No.11373K 15min , 665MPa, 12.9%,1373K 30min ; No.1

5、1373K 30min ,315MPa, , ,23.6%,930MPa.123246 aP M , s s e r t s gn i r e e g n E 0.00.10.20.30.40.50.60.7 Engeineering strain12Mn 1373K 1530min Fig.1Engineering stressstraincurves of two kinds highMn steels quenched after holding at 1373K for 15and 30min2Mn 1373K 1530minTable 2Mechanical properties o

6、f two kinds high Mn steelsquenched after holding at 1373K for 15and 30minSample Holding timey b b ×min MPa MPa %MPa ·%No.11533566512.98449No621948No.21524079050.740053No.23020576062.04712015min30min, No.2, , 40053MPa ·%47120MPa ·%.No.2, 1530min 790760MPa, 50.74%62.0%

7、., .2.22a 2Mn XRD, XRD 2b ., 2fcchcpbcc , bcc; No.1220311, 211; No.2002, 102, 220311, 200211. , fcchcpbcc,TRIP. No.11373K 15min,200.32Mn.,.3ab.u . a , yt i n s e t n I 4050607080901001102, deg.u . a , y t i s n e t n I 4050607080901001102 deg22Mn 1373K 1530minXRDFig.2XRD patterns of two kinds high M

8、n steels quenchedafter holding at 1373K for 15and 30min before (aand after (btensile test, , , ,.3cd , ,. 4No.11373K 15minTEM .4a, (SAED, 4b . 4c d . , 1¯1011¯20, SN(ShojiNishiyama, 111/0002, 1¯10 / 11¯20 .5No.11373K 15minTEM . 5a. 5aSAED, 5b . , 11¯201¯11., . 0002/110,

9、 11¯20 / 1¯11 10:TRIP1233 32Mn 1373K 1530minFig.3Metallographs of two kinds high Mn steels quenched after holding at 1373K for 15and 30min(aNo.1, 15min (bNo.1, 30min (cNo.2, 15min (dNo.2, 30 min4No.11373K 15min TEMFig.4TEM images of No.1steel quenched after holding at 1373K for 15min befor

10、e tensile test(abrighteldimage of austenite and martensite(bdarkeldof martensite(ccorresponding selectedareaelectron diractionpattern (SAEDPof the area denoted by circle in Fig.4a (dindexing of SAEDP in Fig.4c123446, 6Burgers .No.21373KTEM . 6a ,6aSAED,30min,1¯106b .1¯11.,.,TRIP. 5No.11373

11、K 15min TEMFig.5TEM images of tensiondeformedNo.1steel, quenched after holding at 1373K for 15min(abrighteldimage of martensiteand martensite(bcorresponding SAEDP of the area denoted by circle in Fig.5a (cindexing of SAEDP in Fig.5b 61373K 30min No.2TEMFig.6TEM micrographs of tensiondeformedNo.2stee

12、l, quenched after hold at 1373K for 30min(abrighteldimages of austenite and deformationinducedmartensite(bSAEDP of the area denoted by circle in Fig.6a (cindexing of SAEDP in Fig.6b (ddeformationinducedtwins¨ TRIP ¥Ï­ , §  ½ ÐË Î 111 / KS Ó

13、6; ×. È 6d 110 , 1¯ / 1¯ 10 / 11 § ¥ ¯ ¸Ó. No.2 §Îƪ ¯ ß ÅÙ­ TRIP ª , ¾·­ ¯ ¸Ó, TWIP ª . ,  No.1 §  , No.2 § Ø ¹ , Å ª. 3 ·&

14、#203; 3.1 ° ÁÄÏ ³ ¼ ɲ ª §Îƪ ¯ ß ¯ ¦ È ½¾· d/d  ׯÞÔ . È7 2 ª Mn §È ½¾· d/d ½ ×. No.1 §Î 1373 K Æ 15 m

15、in º, È ½ ¾· ½¦ Þ 2 ­ Ñ: <0.03, È ½¾· È ¾ ; 0.03, È ½· È Ø È, Ç Ì Â Ô , µ Ò . TEM µÙÞ, Î ¯ Ò ½ ÎÀ §  

16、, È8 . ½ «À ÐÉ¢, Æ º ÎÌ ,   Ù½ Å. Îƪ ¯ ,Æ Ó Ã ½ º Ý  ¯ § , Ø § Î Ï Ù­© . ·Ý Òß Î ½ ×

17、;½ º, µÆª ¯ TRIP ª . ¾, No.1 § ² 1373 K Æ 15 min µ ¢ ¶. No.1 §Î 1373 K Æ 30 min º, Îƪ ¯ ß Þ 3 ­ ¯ Ñ: <0.03, È ½¾· ¬ È ¾Ú

18、0.03 0.11, È ½¾ · ÈØ È >0.11, È ½¾· È Ø ¾ , Ó ÌÒ , º ¯ Ê ½ È ¾Î§. 0.03< < 0.11 ÑÂÏç± ½· ÂØ¢ Ψ ½

19、; Å, £¶ Àºª§ Ò ,Î ¯ ß ¥¾ Ë ½ Ø No.1 §ß Î § ,Î Ñ §   ·­½ ( , Ù­ TRIP ª , Å ¯ ʽ ¬ ÈØ È ; ƪ 

20、5; ß, ¯ ʽ ·­ ª ±§ ´ . Ô No.1 § 2 Û ¿¦ , ¬Æ Ë È, ƪ ¯ 2 ­ Ñ ÈÌ 3 ­ Ñ, È ½¾· Ý ª. Å , ¯ ßÞ °°Û &

21、#202;·­½ , Þ° ª, ¾Â ¯, ÊÙ ¯¦ Ù­½   ° ©» ¬Æ Ë È, ¯ ʽ ξ Ò·­ ¸ È Ø È, Ë Ö ¯ ½, Î ª È &

22、#189;¾·. No.2 §Î 1373 K Æ 15 min º, È ½ ¾· ÈØ , Îƪ ¯ ß Þ 3 ­ ¯ Ñ: <0.10, È ½¾· È : 15,16 17 17 10 É» 5000 Æ » No.1, 30 min 1235   Strain hard

23、ening rate 4000 No.1 15 min 3000 No.2, 15 min No.2, 30 min 2000 1000 0.0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 Æ7 2 © Mn ¦Ç ¼¶ Ture strain ¼ Ö Fig.7 Relationship between strain hardening rate and true strain of two kinds of high Mn steels Æ8 ­ Fig.8 15 min Æ No.1

24、 ¦ ÑÞ ¼ martensite of No.1 steel quenched after holding at 1373 K for 15 min before tensile test ¾Ú 0.10 0.21, È ½¾· È ÞÎ , ¬¯ ¸Ó´  ʽ ·­ , Ñ Î Þº ¯ ¸Ó

25、; · ­ Ü ¯ Ê ½ · ­ È ½ª ; >0.21, È ½¾· È¡ ¿¾ . No.2 §Î 1373 K Æ 30 min º, È ½· ½ÂÆ 15 min  », · Þ 3 ­ ¯ Ñ, × 0.11

26、< <0.32 Ñ, È ½¾· Þ Î º¹ È, Ñ  Ë ¯ Ë º, ¬¯ ʽ È ½ª Â, È ½ ¾· ª. Ô No.2 § 2 Û ¿¦ , ¬Æ Ë È, ƪ &#

27、175; ß Ñ II Ë È. Å , ¬ Æ Ë È, ¯ Ê ½ Ò· ­ È ½ª , Î ª È ½¾ ·. , ÈÆ Ë¦ No.2 § Î ª . Ô 2 ±§ È ½¾·Ð ¦ , N

28、o.1 § È ½¾· ÂØ Â, Ø No.2 § Þ 18  1236 Î  ³   ¯ . 46 §  ½ ÐË Î KS Ó¦ × § ¹ Â, º No.1 §×Ù­ TRIP ª , Ø No.2 §

29、97; Ù­ TRIP ª ´ TWIP ª . ¯ ʽ   ¦¾ ª , ÔÀ È ª. 3.2 ¼ ³ TRIP ² TRIP ª Å § ° ´ , § ° ´ Ȫ, ½·Èª, TRIP ª È . Ô À No.1

30、§, ¬ Æ Ë È, § Ó ¹ È, Ó Þ  Ë, § ª, ¯ ʽ   Îƪ ¯ ß ¯ ½, · ­ Â È ½ , È TRIP ª . ¦¾º, Ç ÈÆ Ë, ¦

31、0; ª No.1 ±§ TRIP ª , ÎÌ Ã . , No.2 § Mn ° ª, 2 ª Mn §  § ªÀ No.1 § . No.2 §Æª ¯ ß Å TRIP ª , ¾ ά TWIP ª , ª· ݪÀ No.1 §. ¬&

32、#219; Æ Ë È, Ó È, Ê Ù¯ ¸Ó · ­ ° , ¯¸ÓÎƪ ¯ß ­½, È TWIP ª . , Ç ÈÆ Ë¦¾ ª No.2 § . Í, TRIP ª ¾ÂÝ Òß

33、94;¼ ¯ ´Þ . Îƪ ¯ ß, ¼   ¡, ±, Õ § ¦½ © Æ , ØÔ TRIP ª ¦ . ¬ Æ Ë È,  ¼ Þ  Ë, ¦¾ Î ± ´ . 17 19 9 20 Â

34、9; ÐË Î SN(ShojiNishiyama Ó¦ × ½  ½ ÐË Î Burgers Ó¦ ×. ÊÍ 4 (1 2 Fe20Mn4Si2Al Ô È § (Fe15Mn4Si2Al, Ñ Û º Û ±, , Æ Ë, ¦¾ ªª TRIP § TRIP 

35、9;Þ ¯ ʽ   ¦¾ ª ±§ È ½ Îƪ ¯ ß ÞÎÈ ½¾· ÈØ Â. ¬Æ Ë È, 15Mn4Si2Al ª § ª, 20Mn4Si2Al È, À § ¦¾ ¯½½

36、 , ¯ ʽ   È ½ È, Ø Â TRIP ª . (3 ¯ ʽ   ÊÙ ´ . (2 , 1 Gr¨ssel O, Kr¨ ger L, Frommeyer G, Meyer L W. Int J a u Plast, 2000; 16: 1391 2 Frommeyer G, Brux U, Neumann P. ISIJ Int, 2003; 43: 438 3 Wang S H, Liu Z Y, Zhang W N, Wang G D. Acta Metall Sin, 2009; 45: 573 ( , , , . , 2009: 45: 573 4 Wang S H, Liu Z Y, Wang G D. Acta Metall Sin, 2009; 45: 1083 ( , , . , 2009; 45: 1083 5 Mi Z L, Tang D, Yan L. J Mater Sci Technol, 2005; 21: 451 6 Barbier D, Gey N, Allain S, Bozzolo N, Humbe