论文部分内容阅读
高锰TRIP钢具有较高抗拉强度、良好的延伸率和高的加工硬化速率,但是屈服强度一般较低。本文采用X射线衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）、背散射电子衍射（EBSD）、电子探针（EPMA）、透射电子显微镜（TEM）、维氏硬度计和电液伺服疲劳试验机研究了不同热处理工艺对Mn12Ni2MoTi（Al）钢层状结构及其对力学性能的影响,其中重点研究了形变热处理工艺（65%、80%冷轧变形及退火）制备的具有层状条带组织的超细晶粒双相Mn12Ni2MoTi（Al）钢,得到了以下结论:Mn12Ni2MoTi（Al）钢经过形变热处理后获得了由奥氏体层和铁素体层交替排列的双相层状条带组织,双相层状条带组织中每一条带由晶体取向相近的亚微米等轴晶组成,但奥氏体条带中含有少量的铁素体晶粒,铁素体条带中含有少量的奥氏体晶粒。冷轧组织表现为马氏体组织且存在{111}<11?0>E型织构,经745°C,5min退火后发生部分再结晶,并形成双相层状条带结构,其中奥氏体条带具有黄铜型{110}<112>和高斯型{110}<001>;铁素体条带织构主要为旋转立方型{001}<110>和立方型{001}<100>。随着退火时间的延长,这种层状条带特征先增强然后逐渐减弱直至消失,同时奥氏体织构由黄铜型织构逐渐向高斯型织构演化,铁素体织构由旋转立方型织构逐渐向立方型织构演化,当材料具有双相层状条带组织时同时具有高屈服强度和良好延伸率,屈服强度近800MPa,延伸率达到了26.4%;当层状条带组织消失时其屈服强度大幅下降的同时延伸率也下降(σ0.2=500MPa,δ=24.2%);冷轧态的试样存在着较弱的Mn的富集和偏聚,这也是热处理层状结构形成的重要原因。冷轧量越大,这种层状结构越发明显和稳定,长时间退火后越不容易消失。经冷轧及固溶淬火后再在745°C进行时效处理后无法形成层状结构,并且试样中奥氏体含量很少,大部分为铁素体,综合力学性能也很差,屈服强度400MPa,抗拉强度不到1000MPa,延伸率不到20%;经冷轧及745°C退火处理及600°C回火后,Mn12Ni2MoTi（Al）钢获得了奥氏体晶粒和铁素体晶粒组成的亚微米级超细晶粒双相组织,同时具有较弱的层状结构。回火试样室温组织中奥氏体的相对体积分数达到了85%以上,并且奥氏体的织构类型为高斯型织构;经过回火工艺处理后的试样钢屈服强度可以达到1GPa,延伸率达到24%,屈服强度远远高于回火前的试样,并且延伸率也略有上升。在拉伸变形的过程中,同时也伴随着Mn元素的重新分配,拉伸前并没有很明显的富Mn层和贫Mn层,拉断后有着明显的富Mn层和贫Mn层。冷轧Mn12MoTi（Al）钢经过745°C退火处理后形成的奥氏体层+铁素体层的层状结构在拉伸变形的过程中会稳定存在,使得试样具有高强度强塑性,并且在拉伸变形的过程中,铁素体的织构从旋转立方型织构{001}<110>向E型{111}<110>织构和F型{111}<112>织构演化;冷轧Mn12MoTi（Al）钢经过745°C退火处理及600°C二级回火处理后,在拉伸变形的过程中会形成较硬的铁素体层和较软的铁素体层,一种铁素体的织构以高斯型{110}<001>为主,部分黄铜型{110}<112>;一种铁素体的织构主要以旋转立方型{001}<110>为主,少量立方型{001}<100>;这种铁素体层状结构试样的屈服强度达到1.01GPa,延伸率达到了25%;施密特因子计算结果表明:相对旋转立方型取向来说,高斯型取向更不容易开动。完全发生马氏体相变后,高斯型取向的铁素体更难开动,旋转立方型的铁素体更容易开动,说明高斯型取向的铁素体是硬相,旋转立方型马氏体是软相。