【摘 要】
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钢的轻量化在汽车、船舶、航空航天等领域有着巨大的发展前景,而钢的轻量化主要从两个方面入手,一方面是提高钢的强度,在保证其原有安全性和实用性基本不变的前提下减少钢材的用量;另一方面则是降低钢的密度,即在保证合金钢性能不变的基础上向钢中加入原子质量较小的金属元素来实现轻量化。采用真空感应炉熔炼了Al含量不同的Fe-Mn-Al-C,并对其进行了变形及热处理,对各个工艺下两种试验钢组织、力学性能、断口形貌
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钢的轻量化在汽车、船舶、航空航天等领域有着巨大的发展前景,而钢的轻量化主要从两个方面入手,一方面是提高钢的强度,在保证其原有安全性和实用性基本不变的前提下减少钢材的用量;另一方面则是降低钢的密度,即在保证合金钢性能不变的基础上向钢中加入原子质量较小的金属元素来实现轻量化。采用真空感应炉熔炼了Al含量不同的Fe-Mn-Al-C,并对其进行了变形及热处理,对各个工艺下两种试验钢组织、力学性能、断口形貌和耐腐蚀性能的变化规律进行了研究。在锻态钢的基础上,对两种Fe-Mn-Al-C钢进行了热轧和固溶处理,并对热变形和热处理后试验钢的组织、力学性能进行检测分析,结合拉伸后试验钢的断口形貌的检测结果,探究了热轧和固溶处理后试验钢的断裂机制。结果表明,热轧处理后试验钢的组织明显得到细化,固溶处理后试验钢组织有所长大,且奥氏体含量增加而铁素体含量减少;热轧后Fe-28Mn-10Al-C钢的强塑积为44.53GPa,Fe-28Mn-5Al-C钢强塑积为34.974GPa;固溶处理后两种试验钢的强塑积分别提升到51.9554GPa和43.9241GPa;两种试验钢的断裂机制均为微孔聚集型断裂;固溶处理使奥氏体组织长大,降低了铁素体含量,使钢的力学性能得到提高。对热轧后的试验钢进行冷轧和退火处理,进一步研究了冷轧和退火对钢组织、力学性能的影响。结果发现,冷轧变形后Fe-28Mn-10Al-C钢中的铁素体增多并沿轧制方向呈不连续带状分布,经退火处理后,钢中奥氏体得到细化,Fe-28Mn-10Al-C钢中的铁素体组织横向长大且弥散分布,Fe-28Mn-5Al-C钢为全奥氏体组织;研究认为,影响冷轧和退火处理后试验钢强度提升和塑性降低的主要因素是钢中铁素体的含量和体积。利用电化学的方法对不同工艺处理下两种试验钢的耐腐蚀性能进行了塔菲尔极化曲线和电化学阻抗图谱分析,其结果显示:不同处理工艺下Fe-28Mn-10Al-C钢的耐腐蚀性能匀优于Fe-28Mn-5Al-C钢,随着Al含量的增加,Fe-Mn-Al-C系轻质钢的耐腐蚀性能逐渐增强。通过对比不同工艺处理下10Al钢的耐腐蚀性能,得出固溶处理后10Al钢的耐腐蚀性能最优,而冷轧处理后的10Al钢的耐腐蚀性能最差。图48幅;表12个;参61篇。
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