冷却速率对Fe-Mn-Al-C高强低密度钢组织及力学性能的影响研究

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中文摘要：随着节能减排的推动，汽车轻量化已成为汽车行业的迫切需求，Fe-Mn-Al-C系列低密度高强钢具有优异的力学性能和低密度、耐腐蚀性好等优点，受到广泛的关注。热处理条件会对Fe-Mn-Al-C低密度钢的组织和力学性能有很大影响。目前对于固溶和时效对Fe-Mn-Al-C低密度钢组织和力学性能的研究比较多，但对于固溶后冷却速率对组织、析出物和变形机制的影响的研究还比较匮乏，所以本工作将对奥氏体低密度Fe-30Mn-11Al-1.2C钢采用三种不同的冷却速率（水冷、空冷、炉冷）进行处理，然后对比研究冷却速率对奥氏体低密度钢组织、析出物和力学性能的影响，探讨冷却速率对变形机制的影响。主要得出以下结论： ①固溶处理冷却速率显著影响Fe-30Mn-11Al-1.2C奥氏体低密度钢的微观组织。水冷、空冷和炉冷后得到的组织分别为奥氏体+κ′碳化物、奥氏体+κ′碳化物和奥氏体+κ′碳化物+κ*碳化物。不同冷却速率下κ′碳化物的尺寸、体积分数和形貌完全不同。随着冷却速率的降低，κ′碳化物的尺寸和体积分数增加。水冷后κ′碳化物为均匀分布的球状；空冷后为均匀分布的矩形状；而炉冷后的κ′碳化物为非均匀分布的、多尺度的且多层级形貌。 ②κ′碳化物的尺寸、体积分数和形貌显著影响Fe-30Mn-11Al-1.2C奥氏体低密度钢的力学性能。κ′碳化物的尺寸、体积分数增加，材料的屈服强度增加，同时由于抑制了形变过程中滑移带的细化降低材料的加工硬化能力。但非均质、多尺度多层级κ′碳化物在提高强度的同时提高材料的加工硬化能力。 ③位错与球状和非均质、多尺度、多层级κ′碳化物的交互作用均为切过机制，水冷和炉冷实验钢在拉伸变形时形成大量的滑移带，变形机制为平面滑移机制。

作者：

聂盈盈

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关键词：

高强低密度钢热处理冷却速率微观组织力学性能变形机制

授予学位：

硕士

学科专业：

工程(材料工程)

导师：

陈兴品

学位年度：

2020

学位授予单位：

重庆大学

语种：

中文

中图分类号：