含铝型TWIP钢的性能特点

  • 日期:10-28
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晶体感应塑性钢(TWIP钢)是新一代的奥氏体高强度钢。由于孪生变形,各种类型的TWIP钢具有出色的韧性。尽管TWIP钢具有完全满足使用要求的拉伸性能,但是TWIP钢存在氢脆的问题。 TWIP钢的等级通常包括Fe-15Mn-0.6C,Fe-16Mn-0.6C,Fe-17Mn-0.6C,Fe-18Mn-0.6C,Fe-22Mn-0.6C,Fe-17Mn-1.2C等。钢种几乎都是Fe-Mn-C三元TWIP钢。含Al的Fe-1518Mn-0.6C-1.5Al TWIP钢的氢脆敏感性小于不含Al的TWIP钢。

添加Al可以降低TWIP钢的氢脆敏感性的原因是,Al降低了钢的屈服强度,从而降低了钢中的残余应力。只要钢的微观结构没有太大变化,TWIP钢的氢脆敏感性就与钢的应力和氢含量具有良好的相关性。因此,含Al的TWIP钢中残余应力的降低是钢的氢脆敏感性降低的原因之一。另外,抑制了在钢表面形成的Al 2 O 3膜的氢侵入,并且抑制了Al在钢上的应变时效和增加了Al堆积的双感应塑性钢(TWIP钢)。生成奥氏体高强度钢。由于孪生变形,各种类型的TWIP钢具有出色的韧性。尽管TWIP钢具有完全满足使用要求的拉伸性能,但是TWIP钢存在氢脆的问题。 TWIP钢的等级通常包括Fe-15Mn-0.6C,Fe-16Mn-0.6C,Fe-17Mn-0.6C,Fe-18Mn-0.6C,Fe-22Mn-0.6C,Fe-17Mn-1.2C等。钢种几乎都是Fe-Mn-C三元TWIP钢。含Al的Fe-1518Mn-0.6C-1.5Al TWIP钢的氢脆敏感性小于不含Al的TWIP钢。 Al的TWIP钢的氢脆敏感性降低的重要原因。但是,各种因素对氢脆的抑制程度尚不清楚。因此,有必要定量评估各种因素的影响。

添加Al可以降低TWIP钢的氢脆敏感性的原因是,Al降低了钢的屈服强度,从而降低了钢中的残余应力。只要钢的微观结构没有太大变化,TWIP钢的氢脆敏感性就与钢的应力和氢含量具有良好的相关性。因此,含Al的TWIP钢中残余应力的降低是钢的氢脆敏感性降低的原因之一。另外,还抑制了在钢表面形成的Al 2 O 3膜的氢侵入,并且抑制了Al在钢上的应变时效,并且抑制了Al对孪晶形变的堆垛层错能量的增加。制作含铝的TWIP钢。氢脆敏感性降低的重要原因。但是,各种因素对氢脆的抑制程度尚不清楚。因此,有必要定量评估各种因素的影响。

在所使用的充氢拉伸试验中,位错运动将氢传输到样品的各个部分,并且氢可以从样品表面开始连续渗透到裂纹的前端,因此可以清楚地观察到氢脆。形态学。该方法已成功地应用于评价Fe-Mn-C三元TWIP钢的氢脆性能。一些研究报告表明,Fe-Mn-C奥氏体钢的氢脆发生在晶界断裂处。可以认为是由于晶界强度降低而产生晶界裂纹,而晶界裂纹是影响试样的断裂行为的主要因素。然后,存在于钢中的晶界,位错和气孔中的氢不会促进晶界。骨折的作用。

含Al和无Al钢的断裂应力与扩散氢含量之间的定量关系不同的原因之一是扩散氢的缺陷密度和缺陷分布的差异。由于位错密度和孪晶密度随着Al的增加而降低。因此,在诱发裂纹的界面如晶界和孪晶界处的氢分布根据Al含量而变化。

向钢中添加Al可增加堆垛层错能并抑制孪晶形变,因此可抑制晶界断裂。在这种情况下,孪晶界面裂纹和特定滑动表面上的局部滑动成为影响氢脆化的主要因素,从而产生准裂解断裂。另外,出现的脆性断裂部位在大大超过晶粒直径的范围内呈现为平滑状态。光滑面积大的原因可以通过以下两个因素来解释。首先,高锰钢的准裂解断裂沿{111}晶面发生。其次,当在室温下对Fe-Mn-C TWIP钢施加拉伸变形时,在<111>方向上形成牢固的织构结构。当准切割断裂面垂直于拉伸方向时,在近似垂直于拉伸方向的{111}晶面中发生准切割断裂。由于在拉伸方向上形成了<111>织构,因此即使发生脆性断裂,即使将脆性裂纹夹在晶界之间,也可以使断裂平滑。

含Al的TWIP钢与不含Al的TWIP钢在断裂应力和扩散氢含量之间具有相同的指数关系。不含Al的TWIP钢的断裂模式为晶界断裂,而含Al的TWIP钢的断裂模式为准解理断裂。 Al的添加引起断裂模式的改变和氢渗透量的减少,这是在充氢环境中钢的伸长率增加的结果。由于添加Al具有抑制孪晶形变和动态应变时效的作用,因此,不管有无氢,含Al的TWIP钢的屈服应力和断裂应力均小于不含Al的TWIP钢。还包括堆垛层错对孪生变形的抑制作用等因素。

在所使用的充氢拉伸试验中,位错运动将氢传输到样品的各个部分,并且氢可以从样品表面开始连续渗透到裂纹的前端,因此可以清楚地观察到氢脆。形态学。该方法已成功地应用于评价Fe-Mn-C三元TWIP钢的氢脆性能。一些研究报告表明,Fe-Mn-C奥氏体钢的氢脆发生在晶界断裂处。可以认为是由于晶界强度降低而产生晶界裂纹,而晶界裂纹是影响试样的断裂行为的主要因素。然后,存在于钢中的晶界,位错和气孔中的氢不会促进晶界。骨折的作用。

含Al和无Al钢的断裂应力与扩散氢含量之间的定量关系不同的原因之一是扩散氢的缺陷密度和缺陷分布的差异。由于位错密度和孪晶密度随着Al的增加而降低。因此,在诱发裂纹的界面如晶界和孪晶界处的氢分布根据Al含量而变化。

向钢中添加Al可增加堆垛层错能并抑制孪晶形变,因此可抑制晶界断裂。在这种情况下,孪晶界面裂纹和特定滑动表面上的局部滑动成为影响氢脆化的主要因素,从而产生准裂解断裂。另外,出现的脆性断裂部位在大大超过晶粒直径的范围内呈现为平滑状态。光滑面积大的原因可以通过以下两个因素来解释。首先,高锰钢的准裂解断裂沿{111}晶面发生。其次,当在室温下对Fe-Mn-C TWIP钢施加拉伸变形时,在<111>方向上形成牢固的织构结构。当准切割断裂面垂直于拉伸方向时,在近似垂直于拉伸方向的{111}晶面中发生准切割断裂。由于在拉伸方向上形成了<111>织构,因此即使发生脆性断裂,即使将脆性裂纹夹在晶界之间,也可以使断裂平滑。

含Al的TWIP钢与不含Al的TWIP钢在断裂应力和扩散氢含量之间具有相同的指数关系。不含Al的TWIP钢的断裂模式为晶界断裂,而含Al的TWIP钢的断裂模式为准解理断裂。 Al的添加引起断裂模式的改变和氢渗透量的减少,这是在充氢环境中钢的伸长率增加的结果。由于添加Al具有抑制孪晶形变和动态应变时效的作用,因此,不管有无氢,含Al的TWIP钢的屈服应力和断裂应力均小于不含Al的TWIP钢。

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