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20MnSi钢ECAP变形及组织性能研究

作　者: 姚筱春
导　师: 赵西成
学　校: 西安建筑科技大学
专　业: 材料加工工程
关键词: 等径弯曲通道变形 20MnSi钢亚微晶组织退火原位再结晶
分类号: TG113
类　型: 硕士论文
年　份: 2005年
下　载: 158次
引　用: 3次
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内容摘要

等径弯曲通道变形(Equal Channel Angular Pressing,简称ECAP)是一种制备高性能材料的独特加工方法,其成功地应用于块状亚微晶材料的制备。本研究成功实现了室温下20MnSi钢C方式ECAP变形,累积等效真应变达到～4,并进行了与ECAP变形1、2道次后获得相同等效真应变的冷轧变形,用光学显微镜、透射电镜等观察和分析了显微组织及其演变规律,研究了变形道次及退火温度对组织和性能的影响。经4道次ECAP变形后,试样的组织显著细化,获得了平均晶粒尺寸约为0.2μm的大角度晶界亚微晶铁素体组织。组织观察表明:第1道次组织细化效果最显著,随后道次的主要作用是增加晶粒的取向差,具有大角度晶界晶粒的比例随变形道次增加而增加;ECAP变形中珠光体组织中的片状渗碳体弯曲成波纹状,4道次后,大部分渗碳体片仍未断开,表现出很强的塑性变形能力。实验用钢经ECAP变形后强度随变形道次的增加而增加,4道次后强度降低,其抗拉强度达到～855MPa,并保持较好的塑性,延伸率达到～16.8%。研究发现,变形试样退火时,ECAP变形组织发生了原位再结晶(即连续再结晶),而冷轧变形组织仅发生了通常的不连续再结晶,并且ECAP变形珠光体组织中的渗碳体与获得相同等效真应变的冷轧变形的相比,具有较强的球化能力。

全文目录

1 综述  7-16
  1.1 引言  7
  1.2 新一代钢铁材料开发的核心技术  7-9
  1.3 组织细化技术  9-10
  1.4 ECAP变形  10-13
    1.4.1 ECAP变形及其原理  10-11
    1.4.2 ECAP变形的宏观流动规律  11-12
    1.4.3 ECAP变形方式  12-13
  1.5 ECAP变形研究进展  13-14
  1.6 本课题主要研究内容和目的  14-16
2 实验材料和实验方法  16-25
  2.1 实验材料  16
  2.2 实验方案  16-17
  2.3 主要实验设备  17-18
  2.4 ECAP变形实验  18-19
    2.4.1 ECAP变形试样的制备  18-19
    2.4.2 ECAP变形实验  19
  2.5 冷轧变形实验  19-20
  2.6 ECAP变形和冷轧变形后取样方位  20-22
  2.7 ECAP变形和冷轧变形试样热处理实验  22
  2.8 ECAP变形和冷轧变形后金相试样和电镜试样的制备  22-23
    2.8.1 金相试样的制备  22-23
    2.8.2 透射电镜试样的制备  23
  2.9 力学性能实验  23-25
    2.9.1 拉伸试验  23-24
    2.9.2 硬度实验  24-25
3 实验结果与分析  25-46
  3.1 实验用钢ECAP变形和冷轧变形组织  25-33
    3.1.1 ECAP变形和冷轧变形试样光学显微组织  25-28
    3.1.2 ECAP变形和冷轧变形试样电镜组织  28-33
  3.2 实验用钢ECAP变形和冷轧变形试样的力学性能  33-36
  3.3 热处理温度对ECAP变形和冷轧变形试样组织与性能的影响  36-46
    3.3.1 热处理温度对ECAP变形和冷轧变形试样组织的影响  36-44
    3.3.2 热处理温度对ECAP变形和冷轧变形试样力学性能的影响  44-46
4 讨论  46-52
  4.1 实验用钢ECAP变形和冷轧变形组织演变  46-48
  4.2 实验用钢ECAP变形和冷轧变形后的力学性能  48-49
  4.3 实验用钢ECAP变形和冷轧变形后退火组织的演变  49-52
5 结论  52-53
致谢  53-54
参考文献  54-58
获奖及发表论文情况  58

20MnSi钢ECAP变形及组织性能研究

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