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《上海大学》 2007年
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高强度和超高强度相变塑性钢的开发和研究

张梅  
【摘要】: 本文用ThermoCalc软件进行了TRIP钢的成分设计,在热力学计算的基础上,确定了TRIP钢的热处理工艺,据此制备了低碳低硅和微合金TRIP钢。并研究了多种TRIP钢的性能,实现了相变诱发塑性钢(TRIP钢)在汽车中的应用。 论文主要内容如下: 1.用ThermoCalc软件进行了材料的热力学计算(包括平衡态和偏平衡态的计算),设计了可热镀锌低碳低硅TRIP和超高强度微合金TRIP钢的成分。依此确定了热处理工艺并制备了多种TRIP钢。 2.研究了低碳低硅TRIP钢SH的成形性能,发现其FLD_0达到27.2%,成形性良好。TRIP钢的断裂机理为等轴铁素体先发生变形,形成微孔洞,然后微孔洞按一定取向在铁素体中贯穿扩展、贯通形成裂纹,裂纹遇到硬质相贝氏体时沿其边缘行走,遇到残余奥氏体时,应力集中促使相变诱发塑性,松弛集中应力,形成裂纹钝化,而后裂纹扭折、转向继续扩展。 3.SH钢拉拉疲劳的疲劳极限σ_(0.1)为405MPa,符合σ_(0.1)=774-0.0398lgN公式。低周疲劳的循环应变硬化系数n′=0.1887,循环强度系数K′=1547MPa;符合(Δε_t)/2=1265/(2.05×10~5)(2N_f)~(-0.1122)+0.3396·(2N_f)~(-0.5929)公式。裂纹扩展门槛值ΔK_(th)为229MPa(mm)~(1/2),符合(da/dN)=4.130475×10~(-13)(ΔK)~(2.772)公式。较高的疲劳强度和裂纹扩展门槛值表明SH钢具备良好的疲劳性能。 4.开发了780MPa和980MPa级别的微合金TRIP钢1#、2#和4#,延伸率均达到20%左右。1#、2#和4#微合金TRIP钢激光焊接的焊缝均没有出现冷裂纹和其它缺陷。激光焊接熔融区和融合线附近得到全马氏体组织,相应区域的硬度也最高。随碳当量提高焊缝的最高硬度升高。激光焊接小试样的单向拉伸性能明显变差,而Erichsen杯突试验发现激光焊接板的成形性能较好。 5.用GMAW焊接方法研究TRIP钢的可焊性发现,SH钢和B钢焊缝综合机械性能试验结果均显示焊缝具有足够的强度;室温和-20℃时焊缝金属和热影响区也均具有相当高的抗冲击能力,高于27J/cm~2。由于TRIP钢较高的合金元素含量增加了材料的冷裂敏感性,在焊接结构定型和不预热的情况下只有严格控制焊缝中的含氢量才能防止冷裂纹,需控制保护气体的纯度大于99.8%。T型接头焊接裂纹试验、CTS裂纹试验和斜Y坡口焊接裂纹试验均表明TRIP钢SH与B均具有良好的抗裂纹能力。SH钢焊接裂纹试验的结果为表面裂纹率、断面裂纹率和根部裂纹率全部为0,B钢焊接裂纹试验中,除了Y坡口焊接裂纹试验的断面裂纹率为3.4%(也低于具有抗裂纹敏感性的断面裂纹率经验值10%)外,其余试验的裂纹率也全部为0。试验表明与B钢相比SH钢可焊性更好。 6.微合金化TRIP钢气体保护焊焊接模拟的热影响区粗晶区(CGHAZ)组织和性能研究发现CGHAZ的冲击韧性值随着碳当量的提高呈明显下降趋势。单独添加V对改善TRIP钢的CGHAZ性能不起明显作用。Ti和V复合添加对改善TRIP钢的CGHAZ性能起明显作用。热力学预测计算的结果与实际完全一致,证明Ti和V复合的第二相碳氮化物粒子是阻碍奥氏体晶界移动并阻止晶粒长大,使TRIP钢的CGHAZ性能改善的主要原因。 7.在应用研究中采用CAE仿真分析方法,大大缩短了试制周期并减少了开发费用,探索了抑制TRIP钢成形回弹量的方法。TRIP钢在汽车中的应用获得了巨大成功,制成的多种复杂汽车零件减重达到19.6%-25%,轻量化效果显著。
【学位授予单位】:上海大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2007
【分类号】:TG142.7

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【引证文献】
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1 杨枫;;高锰钢的研究现状[J];青年文学家;2011年23期
2 周磊;黄澍;符仁钰;李麟;;1000MPa级含Al TRIP钢制备工艺的研究[J];上海金属;2010年06期
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1 何忠平;应变速率对不同强度级别TRIP钢力学行为影响的研究[D];上海大学;2012年
中国硕士学位论文全文数据库 前4条
1 路妍;低合金超高强度钢组织性能的研究[D];昆明理工大学;2009年
2 聂丽萍;车用高强钢MAG焊焊接工艺研究[D];哈尔滨工业大学;2011年
3 崔金鹏;高强度钢激光焊接的材料机理研究[D];上海交通大学;2009年
4 汪云辉;高锰钢变形机制及热轧工艺研究[D];东北大学;2008年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前6条
1 阮霞,杨文兵,王乘;板料冲压成形过程的三维动态模拟[J];华中理工大学学报;2000年03期
2 张梅;李麟;符仁钰;万紫;;0.11C-0.6Si-1.6Mn相变诱发塑性(TRIP)钢的成形性和可焊性[J];金属热处理;2006年04期
3 张梅,符仁钰,许珞萍;St14双相钢板成形性能研究[J];上海金属;2000年02期
4 张继诚;符仁钰;张梅;李麟;;新型汽车钢板的BH值与预应变量的关系[J];上海金属;2006年06期
5 李壮,李伟;应变速率对硅锰系TRIP结构钢力学性能的影响[J];热加工工艺;2001年04期
6 余海燕,陈关龙,林忠钦,李淑慧;TRIP高强度钢板组织与成形性能的实验研究[J];塑性工程学报;2005年01期
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 付魁军;及玉梅;王佳骥;刘芳芳;;大线能量焊接用船体结构钢的研究进展[J];鞍钢技术;2011年06期
2 吴桂芳,宋学平,刘勇,林伟,孙兆奇;衬底温度对溅射硅基铜膜(Cu/Si)应力的影响研究[J];安徽大学学报(自然科学版);2004年03期
3 李琳;李成威;李杨;王兴丽;;E级,FH32,FH40钢大线能量焊接的实验研究[J];辽宁科技大学学报;2009年02期
4 兰绍鹏,徐南平;球团矿焙烧后晶格常数的变化规律及对抗压强度的影响[J];鞍山钢铁学院学报;1995年02期
5 赵长安,邹美运,乔玉泉,覃希治;35CrMnSiA钢贝茵体相变的研究[J];金属材料与热加工工艺;1982年05期
6 孔宪武,董汉君,金丽霞,杨冬冬;中锰钢磨粒磨损试验研究[J];兵器材料科学与工程;1988年09期
7 徐祖耀;马氏体相变和贝氏体相变研究十年及其展望[J];兵器材料科学与工程;1988年10期
8 郭俊杰;精密字块凸模热处理工艺探讨[J];兵器材料科学与工程;1989年07期
9 宋武林,林颜盛,刘树德;合金钢中残余奥氏体与回火温度关系曲线的模型解释[J];兵器材料科学与工程;1989年10期
10 张杰,唐之秀,刘兴秋,薛星(立星);冷拔钢丝的织构研究[J];兵器材料科学与工程;1991年01期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 徐小青;韩庆;周石光;;新型热轧带钢层流冷却工艺控制系统[A];全国冶金自动化信息网2012年年会论文集[C];2012年
2 严建强;张威;刘世昌;王景成;王勇;苗治全;于波;;钨对超超临界耐热钢组织和性能的影响[A];第十二届全国铸造年会暨2011中国铸造活动周论文集[C];2011年
3 彭云成;刘金海;李国禄;晋会锦;张会友;边泊乾;王绍勤;;CADI磨球落球疲劳试验中残余奥氏体相变分析[A];第十二届全国铸造年会暨2011中国铸造活动周论文集[C];2011年
4 胡宁宁;张永发;;复合智能矩形板的振动特性分析[A];第十二届全国结构工程学术会议论文集第Ⅱ册[C];2003年
5 何群才;;低碳900MPa级别TRIP钢热处理工艺的研究[A];第十届中国科协年会论文集(四)[C];2008年
6 刘文庆;雷鸣;耿迅;李强;姚美意;周邦新;;热处理制度对Zr-Sn-Nb锆合金氧化膜结构的影响[A];2006全国核材料学术交流会论文集[C];2006年
7 吴玉程;张立德;李广海;黄新民;邓宗钢;;无电解镀复合材料涂层的成分与组织结构研究[A];第三届中国功能材料及其应用学术会议论文集[C];1998年
8 黄姝珂;李宁;文玉华;滕劲;胥永刚;;运用位错运动理论分析Fe-Mn合金的减振机理[A];第六届中国功能材料及其应用学术会议论文集(10)[C];2007年
9 贺燕萍;杭弢;李明;毛大立;;电沉积制备多孔镍基纳米网结构[A];2009年全国电子电镀及表面处理学术交流会论文集[C];2009年
10 孙喜莲;徐学科;邵建达;;铬过渡层对银膜的微结构、光学性质及附着力的影响[A];上海市激光学会2005年学术年会论文集[C];2005年
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1 黎清宁;高锰钢和高铬铸铁的冲击腐蚀磨损行为及交互作用研究[D];昆明理工大学;2008年
2 班丽丽;中碳Si-Mn系高强度TRIP钢高周疲劳破坏行为研究[D];昆明理工大学;2008年
3 郭全英;两种含Gd镁合金微观组织演变机制及性能研究[D];沈阳工业大学;2010年
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5 王金伟;连杆/箱体主轴承座裂解槽脉冲激光加工数值模拟及试验研究[D];吉林大学;2011年
6 闫绍盟;铁磁性形状记忆合金的马氏体相变与晶体学[D];华中科技大学;2011年
7 孔继周;几种纳米粉末与纳米复合薄膜的制备及其光催化和磁性能的研究[D];南京大学;2011年
8 杨敏;气雾化铁—碳系合金粉体组织演化及其形成研究[D];上海大学;2010年
9 李绍宏;高强韧冷作模具钢组织设计及组织控制研究[D];上海大学;2011年
10 牛红亚;区域大气边界层内气溶胶粒子的单颗粒法解析[D];中国矿业大学(北京);2011年
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1 冯媛媛;热处理零件组织性能分布的计算机预测及其结构设计[D];山东农业大学;2010年
2 齐菲;新型射孔枪用高强低合金钢的制备及强韧性的研究[D];天津理工大学;2010年
3 何烜坤;奥氏体化温度对Fe-0.88C-1.45Si-0.95Cr-0.37Mn钢贝氏体相变的影响[D];天津理工大学;2010年
4 陈文;管线钢的热轧织构与钢板各向异性的研究[D];昆明理工大学;2010年
5 张冬;A1基Pb-PAN复合镀层的电沉积制备和性能研究[D];昆明理工大学;2009年
6 计芳芳;贝氏体型冷作强化非调质钢的组织和力学性能研究[D];昆明理工大学;2010年
7 刘智雄;胀断连杆用新型中碳非调质钢的研究[D];昆明理工大学;2010年
8 姜妍妍;Ti基复合阳极材料的制备及性能研究[D];昆明理工大学;2010年
9 王吉满;低碳贝氏体钢组织及强韧性机制研究[D];昆明理工大学;2009年
10 路妍;低合金超高强度钢组织性能的研究[D];昆明理工大学;2009年
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1 姚贵升;采用烘烤硬化钢板(BH钢)改善汽车车身外表零件的抗凹陷性能[J];宝钢技术;2000年04期
2 王利,朱晓东,张丕军,陆匠心;汽车轻量化与先进的高强度钢板[J];宝钢技术;2003年05期
3 王利;汽车用高强度IF薄钢板[J];宝钢技术;1997年01期
4 苏荣浩;高锰钢奥氏体结构研究[J];兵工学报;1987年01期
5 ;Research and development of 780 MPa cold rolling TRIP-aided steel[J];International Journal of Minerals Metallurgy and Materials;2009年04期
6 王四根,王绪,花礼先,刘仲武,周洪亮;Si-Mn系TRIP钢残余奥氏体与应变的关系[J];Journal of University of Science and Technology Beijing(English Edition);1995年01期
7 刘汉谊;;焊接碳当量计算及公式应用[J];承钢技术;2007年01期
8 赵金福;一种新型高强度钢—低含金TRIP钢[J];材料工程;1992年S1期
9 周玉;许守廉;刘剑壮;王戟儒;;超高温淬火对37SiMnCrNiMoV钢显微组织及其断裂行为的影响[J];金属科学与工艺;1986年01期
10 冯雪飞;许守廉;孙学良;陈济舟;王俊桥;;微观应力与钢的强韧性能相互关系的研究[J];金属科学与工艺;1986年03期
中国重要会议论文全文数据库 前2条
1 苏杰;陈嘉砚;李荣;;G99钢的合金设计及性能研究[A];2001中国钢铁年会论文集(下卷)[C];2001年
2 王黎云;李生国;王剑志;;无钴高强高韧钢G50断裂韧性的研究[A];中国金属学会2003中国钢铁年会论文集(4)[C];2003年
中国博士学位论文全文数据库 前3条
1 何燕霖;高性能预硬型塑料模具钢的计算机合金设计[D];上海大学;2004年
2 常辉;Ti-B19合金的固态相变动力学及其组织演变规律[D];西北工业大学;2006年
3 史文;含钒低碳低硅相变诱发塑性钢的组织和性能的研究[D];上海大学;2006年
中国硕士学位论文全文数据库 前5条
1 陈祖达;外商直接投资、技术创新与中国汽车产业集中度研究[D];东南大学;2006年
2 李东宇;TRIP钢的工艺控制与性能研究[D];辽宁科技大学;2006年
3 毛兴锋;工艺参数对低碳微合金高强度双相钢显微组织演变的影响[D];武汉科技大学;2007年
4 赵光伟;基于Thermo-Calc的多尺度合金凝固传输行为计算机模拟[D];哈尔滨工业大学;2007年
5 胡继超;低合金高强钢低匹配对接接头承载能力的研究[D];哈尔滨工业大学;2009年
【二级参考文献】
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1 刘天模,何泽福,马鸣图;双相钢双屈服特性研究[J];重庆大学学报(自然科学版);1992年03期
2 赵金福;明旭光;欧立晋;崔玉琴;杜英敏;;控轧工艺对TRIP薄板组织与性能的影响[J];钢铁;1992年11期
3 关小军,王先进,刘月乔;预变形和烘烤条件对ELC-BH钢板性能的影响[J];钢铁;1994年07期
4 江海涛;康永林;王全礼;熊爱明;;高强度汽车板的烘烤硬化特性[J];钢铁研究;2006年01期
5 沈显璞;双相钢的发展现状及展望[J];机械工程材料;1988年01期
6 郭华蔚 ,汪德根 ,蔡其巩;双相深冲钢及深冲成形性能的研究[J];钢铁研究总院学报;1986年S1期
7 朱晓东,王利,俞宁峰,季思凯,王聪;过时效和平整对冷轧双相钢板强度、塑性及烘烤硬化性的影响[J];钢铁研究学报;2003年06期
8 赵九洲,B. C. De Cooman;低碳钢应变时效过程模拟[J];金属学报;2002年01期
9 王利,金蕾,夏启,徐祖耀;冷轧TRIP钢的特性及应用[J];汽车工艺与材料;2004年06期
10 焦轶民,傅玉生,杨宝森,崔承琪,秦志强,董月厚;国产烘烤硬化钢板BH值的检测与探讨[J];天津汽车;1994年04期
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3 刘强;江海涛;唐荻;刘仁东;;TRIP钢中残余奥氏体的分布及相变行为[J];物理测试;2008年04期
4 景财年,王作成;TRIP-相变诱发塑性钢的研究进展[J];特殊钢;2004年04期
5 E. Wirthl,R. Angerer,K. Hauzenberger;确定小型试样中残余奥氏体和铁素体数量的便利设备[J];钢铁;2005年06期
6 刘薇;刘向海;林坚;舒康颖;;TRIP钢单向拉伸过程的组织转变特性[J];世界钢铁;2009年02期
7 李激光;郝彦军;罗晓波;英培云;;低碳-硅-锰系TRIP钢的组织演变规律研究[J];热加工工艺;2009年20期
8 蔡恒君;王衍平;王越;高毅;刘军友;;鞍钢TRIP钢的研制开发[J];鞍钢技术;2010年04期
9 奚琰;赵金龙;史文;李麟;;贝氏体区等温处理对超高强度TRIP钢组织及力学性能的影响[J];上海金属;2011年01期
10 张迎晖;赵鸿金;康永林;;TRIP钢热变形后冷却工艺的优化[J];钢铁;2007年03期
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1 张梅;曾伟明;符仁钰;李麟;唐轩;万紫;孙保良;;激光焊接含钒TRIP钢的组织和性能[A];第七届(2009)中国钢铁年会大会论文集(中)[C];2009年
2 卢宇峰;陆皓;;激光焊接圆锥体热源模型及参数研究[A];第十六次全国焊接学术会议论文摘要集[C];2011年
3 刘金合;张赋升;朱石刚;;激光焊接等离子体运动特性及几何特性的高速摄影分析[A];第十次全国焊接会议论文集(第2册)[C];2001年
4 文小明;;铁道货车用Q450NQR1高强钢的研制开发[A];第四届中国金属学会青年学术年会论文集[C];2008年
5 杨家林;黄文荣;汤光平;;激光焊接焊缝余高变形温升分析研究[A];新世纪 新机遇 新挑战——知识创新和高新技术产业发展(下册)[C];2001年
6 蒙大桥;;铍材激光焊接热力响应问题[A];中国工程物理研究院科技年报(2009年版)[C];2010年
7 王元良;周友龙;陈辉;;微合金化钢及其焊接接头强韧性控制[A];第十五次全国焊接学术会议论文集[C];2010年
8 包刚;王成;彭云;陈武柱;田志凌;;电磁场控制激光焊接等离子体的理论与实验研究[A];第十次全国焊接会议论文集(第2册)[C];2001年
9 吴先前;杜特专;黄晨光;虞钢;段祝平;魏延鹏;;高温高应变率下激光焊接件力学性能研究[A];第十届全国冲击动力学学术会议论文摘要集[C];2011年
10 刘金合;陆开静;白钢;;激光焊接专家系统的初步研究[A];第十次全国焊接会议论文集(第2册)[C];2001年
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1 ;首钢Nb微合金化技术的发展[N];世界金属导报;2009年
2 中信微合金化技术中心专家委员会 王祖滨;微合金化技术的开发与应用[N];中国冶金报;2001年
3 金振蓉;钢铁工业要重视微合金化应用[N];光明日报;2002年
4 潘国平 朱涛;Nb 微合金化 在CSP流程中应用的探讨[N];世界金属导报;2003年
5 田红 记者 胥茜;论文无创新 一票能否决[N];中国教育报;2005年
6 中信微合金化技术中心专家委员会 东涛 傅俊岩;微合金化:打开钢铁强国之门的钥匙[N];中国冶金报;2001年
7 王握文周珞晶 吴丹;11篇全国优秀博士学位论文的启示[N];科技日报;2008年
8 记者 欧阳春艳;全国百篇优秀博士学位论文评选揭晓[N];长江日报;2005年
9 ;中国微合金化还有很长的路要走[N];世界金属导报;2006年
10 东涛 付俊岩;铌微合金化技术的魅力和广阔前景[N];世界金属导报;2006年
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1 张梅;高强度和超高强度相变塑性钢的开发和研究[D];上海大学;2007年
2 高海燕;Fe-Al金属间化合物多孔材料的研究[D];中南大学;2009年
3 敖三三;基于传声器阵列的激光焊接过程质量检测理论与方法[D];天津大学;2012年
4 吴鹤;钛硅共晶合金基础研究[D];北京航空材料研究院;2002年
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6 李新宝;三(十二烷基二甲基-2-羟丙基氯化铵)柠檬酸酯的合成及物理化学性质研究[D];郑州大学;2006年
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9 刘长春;粘塑性统一本构理论及其在混凝土中的应用[D];大连理工大学;2007年
10 伍强;汽车用高强度镀锌钢的CO_2激光焊接研究[D];湖南大学;2007年
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1 向宝珍;基于田口方法的脉冲Nd:YAG激光焊接工艺参数优化[D];江苏大学;2010年
2 刘旭升;Fe-Mn-Si形状记忆合金CO_2激光焊接研究[D];大连海事大学;2011年
3 刘丰刚;GH3039激光焊接工艺及接头组织性能研究[D];西安理工大学;2010年
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6 朱娟芳;钛激光焊接的临床应用基础研究[D];郑州大学;2004年
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8 申震;胆总管探查术后内置可降解支架并行激光焊接胆总管的实验研究[D];吉林大学;2004年
9 仲训杲;激光焊接路径跟踪卡尔曼滤波预测算法研究[D];广东工业大学;2011年
10 李建强;304不锈钢激光焊接的建模与仿真[D];天津大学;2004年
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