学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

钢中马氏体相变晶体学与微观组织有限元模拟

作　者: 张美汉
导　师: 戎詠华
学　校: 上海交通大学
专　业: 材料学
关键词: 马氏体相变 切变机制 位向关系 电子背散射衍射(EBSD) 有限元模拟 淬火-分配-回火(Q-P-T)钢
分类号: TG142.24
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
下　载: 178次
引　用: 1次
阅　读: 论文下载
 

内容摘要


马氏体相变是无扩散的位移型相变,对于一个给定的材料,由切变产生的表面浮突是马氏体相变的主要特征之一,它对应唯一的切变角。因此,本文通过总结前人的研究,即关于实验确定的切变角与马氏体晶体学表象理论( PTMC)预测的理论切变角的对比,验证马氏体相变的切变机制,由此对马氏体相变非切变机制的观点加以否定。近年来,电子背散射衍射(EBSD)技术得到了快速的发展,开始应用于马氏体的晶体学研究。徐祖耀在Speer等的淬火-分配(Q&P)工艺基础上,观察到Q&P工艺排除了析出强化的缺点,充分利用Nb、V和Ti等微合金元素形成碳化物的析出强化作用,提出了一种新型的热处理工艺:淬火-分配-回火工艺(Q-P-T)。对于Q-P-T钢的马氏体与残留奥氏体之间的位向关系的精确测定尚未开展。本文采用电子背散射衍射技术对Q-P-T钢的晶体学进行研究,来分析钢中的微观结构和晶体学特征,并进一步分析板条马氏体与母相奥氏体的位向关系。Q-P-T钢中大量的残留奥氏体,为EBSD精确测定相变的位向关系提供了可能。本文不仅在实验上验证了Miyamoto等发展的在低碳钢中无残留奥氏体的情况下,确定奥氏体的晶体取向方法的正确性,而且,发展了一种定量判定钢中马氏体与母相奥氏体位向关系的新方法。研究强塑性机制对于研发先进高强度钢具有重要的意义。有限元分析是用数学近似的方法,对真实物理系统进行模拟。本文通过引入马氏体相变松弛应力集中的效应,修正了现有基于微观组织的有限元模型,模拟了Q-P-T钢中应变诱发马氏体相变的组织演化,将模拟结果与前人的观察结果比较,由此表明修正的有限元模型更符合实验结果。该模拟结果对揭示先进高强度钢形变诱导相变增塑的微观机制起着重要的作用。

全文目录


摘要  3-5
ABSTRACT  5-9
第一章 绪论  9-25
  1.1 引言  9-10
  1.2 电子背散射衍射（EBSD）技术  10-11
  1.3 马氏体相变晶体学  11-15
    1.3.1 马氏体相变的切变机制  12
    1.3.2 马氏体形态及EBSD 在晶体学方面的应用  12-13
    1.3.3 晶体取向的表示方法  13-15
  1.4 Q-P-T 钢的热处理工艺、组织和性能  15-18
    1.4.1 Q&P 钢的热处理工艺和组织  15-17
    1.4.2 Q-P-T 钢的热处理工艺和组织  17
    1.4.3 钢的强韧化机制  17-18
  1.5 有限元分析  18-20
  1.6 本文研究目的和意义  20-22
  参考文献  22-25
第二章 材料的制备与实验方法  25-32
  2.1 试验用钢的成分  25
  2.2 试样的热处理工艺  25-26
  2.3 显微组织分析与表征方法  26-30
    2.3.1 EBSD 分析  26-27
    2.3.2 同步辐射高能X 射线衍射（HEXRD）分析  27-30
  2.4 机械性能测试  30-31
  参考文献  31-32
第三章 马氏体相变晶体学  32-53
  3.1 马氏体相变切变机制的验证  32-37
    3.1.1 马氏体相变浮突角研究的开创性工作  32-34
    3.1.2 马氏体相变切变角计算方法的改进  34-36
    3.1.3 切变角在区分不同马氏体相变中的应用  36-37
  3.2 位向关系的EBSD 分析方法  37-40
  3.3 马氏体和母相奥氏体位向关系的判定  40-49
    3.3.1 EBSD 实验结果  40-41
    3.3.2 极图法判定马氏体相变的位向关系  41-43
    3.3.3 Miyamoto 方法确定原奥氏体取向的实验验证  43-47
    3.3.4 Q-P-T 钢中判定马氏体相变位向关系的新方法  47-49
  3.4 本章小节  49-51
  参考文献  51-53
第四章 微观组织的有限元模拟  53-70
  4.1 引言  53-54
  4.2 有限元模拟方法  54-62
    4.2.1 二维平面模型的建立  54-56
    4.2.2 Q-P-T 钢中各相参数的确定  56-60
    4.2.3 相变判定条件  60-62
  4.3 初步的实验结果与讨论  62-68
    4.3.1 单向拉伸的应力应变曲线  62-65
    4.3.2 二维平面模型的应力和应变分布  65-66
    4.3.3 马氏体相变产生的位置及演化规律  66-68
  4.4 本章小结  68-69
  参考文献  69-70
第五章 结论  70-72
创新点  72-73
致谢  73-75
攻读硕士学位期间已发表论文  75-77

相似论文

  1. 泡沫NiCoMnIn合金的粉冶法制备、结构和性能研究,TG139.6
  2. 一种新型螺旋锥面刃磨理论及刃磨机床的研究,TG596
  3. 地铁盾构施工对邻近建筑物的影响研究,U455.43
  4. 复杂曲面数值模拟与抛光工艺研究,TG580.692
  5. 地铁隧道盾构法施工模拟分析,U455.43
  6. NiMnGa磁性功能材料的物性研究,TG139.6
  7. 残余应力对支架放置后血管的力学特性的影响,R312
  8. 溶胶—凝胶法制备Fe-Ni纳米合金颗粒及其马氏体相变研究,TB383.1
  9. 小型脉冲管低温制冷机相位分析与性能优化,TB651
  10. 基于防屈曲支撑的模拟分析与实验研究,TU317
  11. Mg-Gd-Y-Zr合金热塑性变形工艺参数优化,TG146.22
  12. 回转体楔横轧成形工艺研究,TG335
  13. 桩基自平衡试桩法的理论分析及工程应用研究,TU473.1
  14. 十天高速公路变质岩边坡变形破坏机理研究,U416.14
  15. 太佳高速西庄隧道围岩稳定性分析及施工动态模拟,U452.12
  16. 旋转钻机工作装置性能分析及优化设计,P634.31
  17. 反应合成AgSnO_2材料组织均匀化过程的材料应力状态研究,O482.1
  18. 激光热应力法评估薄膜蠕变性能的研究和有限元模拟,TN249
  19. 抗固体粒子冲蚀磨损CrN_x镀层的性能研究,TG174.44
  20. 大塑性变形复合挤压有限元模拟研究,TG376

中图分类: > 工业技术 > 金属学与金属工艺 > 金属学与热处理 > 金属材料 > 钢 > 各种钢材：按组织区分 > 马氏体钢（马丁钢）
© 2012 www.xueweilunwen.com