【摘 要】
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近年来,TRIP双相不锈钢以Mn-N代Ni不仅降低了成本,而且其在变形过程中可通过马氏体相变实现TRIP效应,提高了材料的塑性变形能力,其在轨道交通车体生产领域具有巨大的应用潜力。双相不锈钢在成形复杂结构件或者已成形的结构件在服役过程中会承受循环载荷,局部位置会经历循环弹塑性变形,材料在循环载荷下会表现出与单调加载明显不同的循环变形特性,而TRIP双相不锈钢在变形过程中还会产生马氏体相变,使得其循
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近年来,TRIP双相不锈钢以Mn-N代Ni不仅降低了成本,而且其在变形过程中可通过马氏体相变实现TRIP效应,提高了材料的塑性变形能力,其在轨道交通车体生产领域具有巨大的应用潜力。双相不锈钢在成形复杂结构件或者已成形的结构件在服役过程中会承受循环载荷,局部位置会经历循环弹塑性变形,材料在循环载荷下会表现出与单调加载明显不同的循环变形特性,而TRIP双相不锈钢在变形过程中还会产生马氏体相变,使得其循环变形特性更加复杂。揭示此种新型高性能不锈钢的循环变形特征、循环马氏体相变规律及其微观机制,可为此种钢的工业化应用及其性能的进一步开发提供有益参考。本研究以一种Mn-N合金化新型TRIP双相不锈钢为研究对象,通过对称应变控制的循环加载试验及其微观组织观测试验,研究了其循环软/硬化特性、马氏体相变的宏观规律和微观机制、马氏体相变及位错结构和密度对循环软/硬化性能的影响规律,初步揭示此种TRIP双相不锈钢“循环变形-循环性能-组织演变”之间的关联关系。选取了一系列应变幅,进行了增级和单级对称应变循环加载试验研究,得到了迟滞回线和应力幅随循环周次的变化曲线,分析了循环软化/硬化特性,揭示了不同应变幅的循环响应特征。并对迟滞回线曲线进行了统计学分析,得到了M-εr曲线,分析了曲线中峰的位置、数量的变化规律,揭示了循环软/硬化特性与峰位置、数量的对应关系。利用INSTRON 8801试验机和FMP30铁素体测量仪搭建了循环马氏体相变原位测量试验平台,基于此试验平台,对不同应变幅和不同循环周次下的马氏体转变量进行测量,分析了循环马氏体相变规律,建立了预测循环马氏体转变量随循环周次变化的相变动力学模型,并基于相变驱动功理论推导了预测不同应变幅下马氏体相变启动点的表达式。对典型应变幅1.1%进行了准原位循环加载试验研究,通过微观组织表征,分析了晶体取向对马氏体相变的影响和马氏体相变形核机制。通过将其宏观力学性能和微观结构观测相结合分析,分析了循环加载时两相的循环变形特点、位错结构和位错密度的变化规律及马氏体含量对循环软/硬化的影响规律,揭示了TRIP双相不锈钢循环软/硬化特性的微观机制。
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