TRIP钢显微组织与性能关系的评述

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显微组织对金属材料力学性能影响的研究

显微组织对金属材料力学性能影响的研究金属材料是我们日常生活中广泛使用的材料之一，其力学性能的研究对于材料的应用和改进至关重要。

在金属材料的研究中，显微组织是一个非常重要的因素，它对金属材料的力学性能有着直接影响。

1. 显微组织对金属材料硬度的影响硬度是材料的重要力学性能之一，它反映了材料抗压、抗划伤和耐磨损的能力。

显微组织通过晶格结构和晶界分布的形成，对材料的硬度产生直接影响。

一方面，晶粒尺寸是影响金属材料硬度的重要因素之一。

晶粒尺寸越小，其晶体内的晶界面积越大，晶界能对位错的运动产生阻碍，从而增加了材料的硬度。

因此，通过控制材料的热处理或机械加工过程，可以使晶粒尺寸减小，从而提高金属材料的硬度。

另一方面，不同的晶体结构也会对材料的硬度产生影响。

例如，正交晶系的金属材料由于存在较为规则的晶胞结构，其原子排列更加紧密，因此具有较高的硬度。

而体心立方和面心立方结构的金属材料由于晶胞结构的特殊性，会降低其硬度。

通过改变材料的晶体结构，可以调控金属材料的硬度。

2. 显微组织对金属材料韧性的影响韧性是另一个关键的金属材料力学性能指标，它反映了材料在受到外界冲击或加载时的抗拉伸和抗断裂能力。

显微组织可以通过晶界、孔隙和夹杂物等组成部分对金属材料的韧性产生影响。

首先，显微组织中晶界的存在对金属材料的韧性有一定影响。

晶界可以视为晶体之间的边界，其中原子的排列比较无序，容易形成位错、波动和滑移。

晶界能够吸收因外界应力而产生的位错，从而增加材料的塑性变形能力和抗断裂能力，提高材料的韧性。

因此，晶界的存在对金属材料的韧性起到了积极的作用。

此外，显微组织中的孔隙和夹杂物也会对材料的韧性产生影响。

这些缺陷在金属材料中起到了应力集中的作用，使其在受力时容易发生断裂。

控制显微组织中缺陷的分布和形态，可以降低金属材料中的孔隙和夹杂物含量，从而提高材料的韧性。

3. 显微组织对金属材料的强度影响强度是指材料在外力作用下抵抗变形和破坏的能力。

热处理工艺对TRIP钢组织与力学性能的影响

热处理工艺对TRIP钢组织与力学性能的影响摘要：本文研究了热处理工艺对TRIP钢组织与力学性能的影响。

通过对不同热处理参数下TRIP钢的组织、硬度、强度、延伸率等性能指标进行测试，得出在合适的热处理工艺条件下，TRIP钢的综合性能能够得到有效提升，具有更好的应用前景。

关键词：TRIP钢、热处理工艺、组织、力学性能正文：1.背景TRIP钢具有良好的塑性和强度，因此已经得到广泛的应用。

随着工业技术的发展和应用范围的不断扩大，TRIP钢的性能研究一直是工程师和研究人员的关注焦点。

热处理是一种可控的加工方法，可以通过调整温度、保温时间、冷却速度等参数，对TRIP钢的组织和性能进行调整和控制，因此具有重要的研究价值。

2.实验材料与方法本研究选用了工业上常用的TRIP钢，并采用真空感应炉进行加热和冷却，分别设置了不同的温度和保温时间，得出了一组不同热处理工艺参数下的TRIP钢试样。

通过宏观观察、光学显微镜、扫描电镜等多种手段，对TRIP钢试样的组织结构进行分析和测试。

在此基础上，采用万能材料测试机等设备，对TRIP钢加工件的硬度、强度、延伸率等力学性能进行了测试和统计。

3.结果与分析通过测试发现，在一定的条件下，热处理工艺对TRIP钢的组织和力学性能均有显著的影响。

当温度较高、保温时间较长时，TRIP钢的细晶组织会得到有效改善，其含量也得到提高，从而导致其硬度和强度也有所提高。

另外，在适宜的热处理条件下，TRIP钢的TRIP效应也能够得到有效提高，这可以从其延伸率显著增大的趋势中得到证实。

同时，还发现当温度过高或保温时间过短时，TRIP钢的TRIP效应则会受到一定的抑制。

4.结论通过实验，我们得出了一组TRIP钢在不同热处理条件下的性能数据，并对其组织结构和力学性能进行了分析和研究。

在合适的热处理工艺条件下，TRIP钢的综合性能能够得到有效的提升，同时其应用领域也可以得到进一步的扩大。

热处理工艺对TRIP钢的研究和应用还有许多有待深入探索和研究的问题，这对进一步拓展TRIP钢的应用前景和推动实际工程应用都有着积极的意义。

TRIP钢概述

BIW车身零件及其使用钢材概况
保时捷cayenne车身中的高强钢
Trip概述
研究进展
TRIP钢的研究进展 • 目前强度级别为600MPa 的TRIP 钢的研究已比较成熟, 欧洲的一些国家和日本、韩国等均能批量生产600MPa 和800MPa 级的冷轧TRIP 钢。宝钢已研制开发了连续退火生产的商业TRIP600 钢板为了得到1GPa 或更高的强度, 人们提出了微合金TRIP 钢的概念, 即在TRIP 钢中单独添加或复合添加V、Ti 、Nb 微合金元. 张梅(上海大学)等人开发出了一种强度级别980MPa , 延伸率约为 20 %的TRIP 钢(0.34C-1.75Mn-0.46Si-0.055P-1.32Al0.033V-0.12Ti)
Trip钢机理
TRIP钢中的合金元素 Mn元素的作用 Mn元素有较强的稳定奥氏体的作用，1%的Mn元素可降低Ms点约 30℃左右。在TRIP钢中加入Mn元素，有利于在最终显微组织中保留较多的残余奥氏体 Nb元素的作用可有效控制TRIP钢的奥氏体化、再结晶、晶粒长大以及元素迁移，还可控制热轧、临界区退火、冷却、贝氏体形成温度范围内的等温和应变过程中的各种相变，影响奥氏体向铁素体和贝氏体中的转变及残余奥氏体的体积分数和稳定性。
低碳TRIP钢的相变诱发塑性机理图
Trip钢机理
Trip效应考虑TRIP钢的相变塑性,以下三个温度范围是非常重要的：
Ms—Msσ范围：应力诱发塑性
Msσ——Md范围：应变诱发塑性
T>Md范围：位错滑移塑性
TRIP钢残余奥氏体在不同温度范围里的主要转变机制
在30%应变的条件下奥氏体50%的转化成马氏体的温度
TRIP钢断裂时的颈缩示意图

trip效应原理

trip效应原理
TRIP效应，全称为相变诱发塑性效应，是指钢中稳定存在的残余奥氏体在变形过程中向马氏体转变时引入了相变强化和塑性增长。

为了实现渐进式转变，残余奥氏体必须有足够的稳定性。

在材料组织上，TRIP效应体现为残余奥氏体本身的成分、大小、形貌和周围环境的影响，以及与残余奥氏体共存的相（如铁素体、贝氏体）的晶粒尺寸、质量分数、化学成分及形态的综合作用。

只有实现显微组织中各组成相的优化组合，才能提高TRIP钢的强度和塑性。

此外，TRIP效应的相变诱发机制是在钢板受到一定的外部载荷时，应变在缺陷多的部位集中，同时诱导马氏体形核。

当聚集到一定程度时，钢中的亚稳残余奥氏体开始向马氏体转变。

由于马氏体是硬相，使局部硬度提高，钢继续变形变得困难，从而变形向周围组织转移，材料的颈缩被推迟，随着变形的继续进行，材料的延伸性大大提高，塑性提高。

另外，材料在变形过程中，马氏体形成，位错增加，材料的加工硬化能力明显提高。

因此，TRIP钢在提高材料强度的同时并没有牺牲材料的塑性。

这种由于材料的相变而导致的材料塑性增加的现象称为相变诱发塑性。

TRIP钢作为汽车结构部件可减轻汽车重量、增强汽车抗冲击能力，具有良好的成形性、刚性、碰撞能量吸收能力、焊接性、疲劳耐久性、耐腐蚀性，又可节省材料生产和使用的能耗，减少环境污染，具有经济、生态、社会效益。

如需更多信息，建议查阅TRIP效应相关论文获取。

trip钢研究的现状与发展的概述

trip钢研究的现状与发展的概述trip钢研究的现状与发展的概述引言：近年来，新材料的研究与应用取得了长足的进展，在其中，trip钢作为一种重要的新型高强度钢材备受瞩目。

trip钢以其优异的力学性能和耐腐蚀性能，广泛应用于汽车、建筑和航空航天等领域。

本文将就trip钢研究的现状与发展进行深入探讨，并分享我的观点和理解。

一、trip钢的基本特性1. 高强度：trip钢以其出色的强度特性而闻名，常用于制造高强度结构件，如车身、发动机支撑件等。

其抗拉强度和屈服强度明显高于传统钢材。

2. 良好的塑性：trip钢具有良好的塑性，不易发生断裂，能够在挤压、拉伸等工艺过程中保持较好的可塑性，有利于工程加工和成形。

3. 优异的耐腐蚀性：trip钢通过合金化和微观组织调控，能够有效抵御外界环境对钢材的侵蚀，具有很好的耐腐蚀性能，延长了使用寿命。

4. 良好的焊接性能：trip钢在焊接过程中表现出较低的热裂倾向和良好的焊缝塑性，使其成为工程结构中的理想材料。

二、trip钢研究的现状1. 合金化研究：通过添加特定的合金元素，如锰、硅等，可以有效提高trip钢的强度和塑性，改善其综合性能。

目前，研究人员正在探索不同合金化方式对trip钢性能的影响，并努力寻找合适的合金化配方。

2. 微观组织调控：trip钢的微观组织对其力学性能具有重要影响。

通过控制相变温度和相变形貌等因素，研究人员正在寻求最佳的微观组织设计，以提高trip钢的强度和韧性。

3. 加工工艺研究：trip钢的加工过程对其综合性能具有重要影响。

目前，研究人员正致力于开发适用于trip钢的新型加工工艺，以提高生产效率和降低成本。

三、trip钢研究的未来发展趋势1. 多功能性：人们对trip钢的要求越来越高，希望其不仅具有高强度和良好的塑性，还能够具备其他功能，如自修复、防腐蚀等。

未来，研究人员将进一步探索多功能trip钢的合成方法和性能优化策略。

2. 精细化制备：目前，trip钢制备过程中存在着杂质的掺入和组织非均匀的问题。

TRIP钢

TRIP钢的化学成分
TRIP钢的成分以C-Mn-Si合金系统为主，有时也可根据具体情况添加少量的Cr、V、Ni等合金元素。因此，它的成分特征是: 低合金化钢质纯净
低碳
基本合金元素（C、 Si、Mn）
微合金元素(Nb、 Mo等)
其它合金元素的作用
TRIP钢的组织特点
铁素体的影响铁素体是TRIP 钢中的基体组织，硬度低，塑性较好，其含量由两相区等温转变过程控制，一般在 50％以上。
TRIP效应
当钢中含有一定量的能稳定奥氏体的元素，再经过两相区(α+γ)临界退火和随后的中温贝氏体等温淬火，就会使得钢中的显微组织在室温下有大量残余奥氏体。当这种钢受到载荷作用发生变形时，就会使钢中的残余奥氏体发生应力—应变诱发马氏体相变，这种相变使得钢的强度，尤其是塑性显著提高，故称之为“相变诱发塑性效应”，简称“TRIP效应”。
贝氏体的影响
作为硬质相，能提高 TRIP钢的强度。贝氏体转变区等温处理时，发生奥氏体向贝氏体的转变，大量碳原子扩散到相邻奥氏体内。随着贝氏体区长大，相邻奥氏体内碳浓度升高，直到奥氏体的临界转变温度T0接近于等温温度，相变逐渐停止。
残余奥氏体的影响残余奥氏体含量与稳定性对TRIP效应都有影响，只有达到残余奥氏体含量与稳定性的统一，才能获得最佳的力学性能。残余奥氏体含量主要受贝氏体区等温温度和时间控制。
TRIP钢
材料1001 曾福星
目录
1.TRIP的形成机理及TRIP效应
目录结构 2.TRIP钢的化学成分及其对性能的影响
3.TRIP钢的组织特点 4.国内外研究现状
Tቤተ መጻሕፍቲ ባይዱIP 钢

《trip钢介绍》

研究表明，只有刚中的残余奥氏体的体积分数大于8%，在变形时才能产生 TRIP效应。
钢中残余奥氏体含(体积分数)一般10%～ 20%。
整理课件
4
TRIP钢的特性：
高塑形：奥氏体塑性变形，表现为宏观的高塑性
高强度：当残余奥氏体完全转化为马氏体时，材料的强度由马氏体决定，因此，材料也具有高的强度
1.基本合金元素：C、Mn、Si、Al (1)C元素的影响：
奥氏体中含碳量升高，奥氏体稳定性升高，Ms点下降，残余奥氏体增多，提高奥氏体稳定性。另外，C元素也可以提高钢的强度。 TRIP钢作为成型用钢含碳量不能太高，一是影响成型性，二是影响焊接性能
整理课件
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(2)Si元素的作用：
当加热到两相区(α+γ)时，Si元素可提高C在铁素体中的活度，起到净化铁素体中C原子的作用，使奥氏体富C，增加了过冷奥氏体的稳定性。
形性能的关键相，一般体积分数再50% 以上。在拉伸成形时，铁素体可吸收残余奥氏体转变为马氏体，体积变化产生能量，从而强化铁素体。
整理课件
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2.贝氏体对TRIP钢的影响：贝氏体是在中温转变区形成，具有良好
的强度，塑性和韧性。
整理课件
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3.残余奥氏体对TRIP钢的影响：
TRIP钢中的残余奥氏体主要对钢的塑性产生影响，受力应变时诱发马氏体相变过程，可提高钢的强度。残余奥氏体对TRIP钢性能的影响取决于该相所占的体积分数。
整理课件
5
1.按热处理工艺不同：
冷轧TRIP钢板：
采用临界加热、下贝氏体等温淬火的工艺方法来获取 TRIP所需的大量残余奥氏体
热轧TRIP钢板：
通过控制轧制和控制冷却来获得大量的残余奥氏体

高强度钢材的显微组织与力学特性研究

高强度钢材的显微组织与力学特性研究引言：近年来，随着工业技术的进步和市场需求的增加，高强度钢材成为了钢铁行业的研究热点。

具有较高强度和优良的力学性能的钢材，被广泛应用于汽车制造、建筑工程、电力设备等领域。

然而，高强度钢材的显微组织与力学特性之间的关系依然是一个不断探索的话题。

一、显微组织对高强度钢材力学性能的影响高强度钢材的显微组织是决定其力学性能的重要因素之一。

显微组织是钢材内部晶粒排列和晶粒尺寸的特征。

研究发现，晶粒尺寸小且均匀分布的高强度钢材具有较高的强度和韧性。

这是因为小尺寸的晶粒界面能够阻碍位错的运动，从而提高材料的抗变形能力。

二、高强度钢材的强化机制高强度钢材的强化机制包括微合金强化、固溶强化和析出强化等。

微合金强化是通过添加微量合金元素，如钒、铌、钛等，来改变钢材的显微组织和化学成分，从而提高力学性能。

固溶强化是通过对钢材进行加热处理，使溶解了的合金元素与基体钢发生固溶，并生成弥散的溶质原子，从而提高材料的强度。

析出强化则是通过在固溶处理后进行淬火或时效处理，使合金元素析出出现弥散的颗粒，进一步提高钢材的强度和硬度。

三、高强度钢材的力学性能测试方法研究高强度钢材的力学性能需要借助一系列的测试方法。

常用的方法包括拉伸试验、冲击试验、硬度试验等。

拉伸试验是通过施加拉力来测量钢材的抗拉强度、屈服强度、伸长率等指标。

冲击试验则是通过向钢材施加冲击负荷来评估其耐冲击性能。

硬度试验是通过测量材料表面的硬度来间接评估其力学性能。

四、高强度钢材的应用领域高强度钢材由于其出色的力学性能，被广泛应用于各个领域。

在汽车制造领域，高强度钢材可以提高汽车的安全性能和碰撞能力，减轻车身的重量。

在建筑工程领域，高强度钢材可以减少结构材料的使用量，提高建筑物的承载能力。

在电力设备领域，高强度钢材可以增强电力设备的耐磨性和抗腐蚀性能，提高工作效率和使用寿命。

结论：高强度钢材的显微组织与力学特性之间存在着密切的关系。

含镍TRIP钢的组织与力学性能研究

ｓｍｕａｏ，Ｘ—ａｉｒｃｉｎａｄＳｎｉｌｔｒｒｙｄｆａｔｎＯｏ．Ｔｅｒｓｌｈｗｅｈｔｔｅｃｌｕａｅａａｂｈｒ — ａｃｆｏｈｅｕｔｓｏｄｔａｈａｃｌｔｄｄｔｙＴｅｍｏＣｌｓ
ｓｆｗａｅｗａｌｉｃｏｄｏｔｒｓｗｅｌｎａｃｒｗｉｈｈｘｅｉｎａｅｕｔ．ＴｅｔｔｅｅｐｒｍｅｔｌｒｓｌｓｈＴＲＩｔｅｓｔｓｃｏＰｓｅｌｗｉｈｕｈｃｍｐｏｉｉｎｓｔｏｐｓｅｓｄａｇｅｔｓａｌｔｆｍｅｈｎｃｌｐｏｅｉｓｏｓｓｅｒａｔｂｉｙｏｃａｉａｒｐｒｅ．Ｗｉｆｅｅｔｈａｒａｍｅｔｉｔｔｄｉｒｎｅｔｔｅｔｎｓ．ａｈｅＴＲＩｔｅｓｈｆＵｔＰｓｅｌｏｔｉｅｄｅｌｐｏｅｔｅ，ｗｈｃｈｅｓｌｔｅｇｈｗａ０ａａｄｔｅｅｏｇｔｏｓｍｏｅｔａｂａｎｄｉａｒｐｒｉｓｉｈｔｅｔｎｉｅｓｒｎｔｓ１００ＭＰｎｈｌｎａｉｎｗａｒｈｎ２０％，ａｄｔｅｂｅｔｓｒｎｔｎｕｔｉｒｄｃｓ２３ｎｈｓｔｅｇｈａｄｄｃｉｔｐｏｕｔｗａ４０６ＭＰａ．ｌｙ％
【ｅＷｏｄ】Ｎ，ＲＰＳｅＴｅｏＣｌＳｆａ，ｉｏｔｃｒ，ｅｈｎａＰｏｅｉＫｙｒｓｉＩｔｌｈｒ —ａｏｗｒＭｃｓｕｔｅＭｃａｉｌｒｒｅＴｅ，ｍｃｔｅｒｒｕｃｐｔｓ

钢铁材料微观结构与性能的关系

钢铁材料微观结构与性能的关系摘要钢铁材料是目前工业使用量最大的金属材料，材料中不同的内部微观结构可以造成不同的材料性能，通过改变其组织结构，可以获得材料不同的性能。

因此，研究材料的结构与性能的关系就更加有意义。

Fe-C合金中的微观结构有奥氏体，珠光体、马氏体、贝氏体等几种，本文就简单介绍了奥氏体、珠光体、马氏体的微观组织结构及其相应的性能。

关键词结构与性能，奥氏体，马氏体，贝氏体Abstract The steel material is the the largest metal current industrial use material, the different internal microstructure of material can result in the different material properties, and through changing their microstructure, we can obtain materials of different properties.Therefore, the research of the relationship between structure and performance of material is even more meaningful. microstructure of Fe-C alloy austenite mainly contains pearlite, martensite, bainite and so on. This article briefly describes the austenite, pearlite, martensite microstructure and its related properties.Key words structure and property, austenite, pearlite, martensite1 前言人类文明发展的历史从某种程度上说就是不断制造和使用新材料的历史。

Si_Mn系TRIP钢显微组织研究

Si2Mn系TRIP钢显微组织研究邹宏辉,符仁钰,李麟(上海大学材料科学与工程学院,上海200072)摘　要:Si2Mn系TRIP钢有着高强度与高伸长率组合的力学性能,因而成为一种优良的汽车用钢。

其优异的力学性能源于独特的显微组织。

采用彩色定量金相分析可成功地研究其复杂的多相组织(铁素体+贝氏体+残余奥氏体)。

此外,综合其他手段(X射线衍射、SEM分析等)可非常有效地研究化学成分、热处理工艺参数等因素对其显微组织的影响。

关键词:TRIP钢;彩色金相;显微组织中图分类号:TG142.41;TG115.21 文献标识码:A 文章编号:100023738(2002)0320012203 An Investigation into Microstructure of Si2Mn TRIP SteelZOU H ong2hui,FU R en2yu,L I Ling(Shanghai University,Shanghai200072,China)Abstract:TRIP2assisted steel is known for its combination of high strength and high ductility.A reagent,for studying the complet microstructure of Si2Mn TRIP steel,which is mainly composed of ferrite,bainite as well as remained austenite,has been developed.Every phase in the s pecimen displayed a unique color when subject to the developed reagent,allowing for the differentiation of all phases.In the meantime,X2ray diffraction and SEM have also been em2 ployed to study the microstructure of Si2Mn TRIP steel.K ey w ords:TRIP2assisted steel;color metallography;microstructure1　引　言将含Si、Mn元素钢置于亚临介温区内退火,并迅速冷却至贝氏体转变区等温,在室温下可获得以多边形铁素体(F)为基体,加贝氏体(B)和大量富C 残余奥氏体(RA)的多相组织[1]。

不同起始组织TRIP钢的相变行为、显微组织及力学性能

不同起始组织TRIP钢的相变行为、显微组织及力学性能本文通过对实验钢进行两种预处理,获得了马氏体和珠光体两种不同起始组织,然后对两种起始组织状态的试样进行了双相区退火及随后的等温淬火处理。

利用DIL热膨胀仪及Gleeble 3500热模拟试验机,对两种起始状态试样在升温加热、双相区保温及等温淬火过程中的相变行为进行了研究;利用光学显微镜、扫描电镜、透射电镜、X射线衍射仪以及MST拉伸试验机等手段,对两种试样在双相区不同温度、不同时间保温后等温淬火的显微组织和拉伸性能进行了研究。

结果表明,升温加热过程中,珠光体态试样的膨胀曲线只是在双相区出现奥氏体相变的一个偏折;而马氏体态试样除了出现奥氏体相变的偏折外,在此之前还出现加热过程中碳化物析出的偏折。

珠光体态试样的Ac1、Ac3点均比马氏体态试样的高,并且两种试样的Ac1、Ac3点及马氏体态试样的Tθ1、Tθ2均随升温速率的增加而升高。

在双相区780℃保温过程中,马氏体态试样的奥氏体形成速率比珠光体态试样的快;随双相区保温时间的增加,马氏体态试样的Ms点几乎保持不变,而珠光体态试样的Ms点则先升高后降低,且当保温时间达到1h时,两种起始状态试样的Ms点大致相同。

在双相区780℃保温、随后在320℃进行等温淬火时,马氏体态试样的贝氏体转变速率相对较低,且不随双相区保温时间而变化。

而珠光体态试样在780℃保温10 min时的贝氏体转变速率较快;随双相区保温时间的增加,贝氏体转变速率变缓,且当保温时间为1h时,其贝氏体的转变速率与马氏体态试样的贝氏体转变速率大致相同。

加热至双相区不同温度、保温不同时间、然后进行等温淬火后,两种起始状态试样的显微组织均由铁素体、贝氏体、残余奥氏体及马氏体组成。

TRIP钢工艺、原理、性能、综合概述

TRIP钢中C元素含量越高，焊接性能越差。Si元素含量太高，则TRIP钢的热镀锌性能变差[3]。合理的成分搭配和热处理工艺得到的目标TRIP钢中残余奥氏体较多，切稳定性适中，这样在变形过程中产生持续的TRIP效应，得到良好的综合性能，即强塑积较高。相图计算应用于成分和组织研究一个主要方面是相变温度测定和CCT曲线绘制，主要方法有热分析法、织构法、强度法、金相法、和热膨胀法。如在热模拟中经常用到膨胀法测定CCT曲线（包括动态和静态），为制定合理的热处理工艺提供理论依据。如文献[4~6] 。通过以上阐述得出：对TRIP钢的研究还是集中于以下几个方面：一、残余奥氏（数量和形态）体对TRIP效应的影响二、热处理工艺对TRIP效应的影响三、合金元素对TRIP效应的影响而研究手段则是多种多样，目的就是优化TRIP效应。
第三部分：实验部分
一、实验设备掌握掌握并能亲自操作线切割（切样、简单维护）、照金相、打硬度、本课题组热处理炉。熟悉了MTS，对拉伸、疲劳过程比较熟悉、需要时应该能很快上手。对最基本的磨金相、抛光、腐蚀也掌握基本技巧。二、本学期所做实验 1#、3#钢等温淬火，主要是 1 ＃ 0.15C-1.88Mn-1.41Si

控制冷却三个阶段
轧后控制冷却工艺一般也分成从终轧开始到变形奥氏体向铁素体开始相变温度Ar3间的冷却，从Ar3温度至奥氏体相变完了的整个相变过程的冷却和奥氏体相变完了至室温的冷却三个阶段。
第一阶段：冷却的目的是为相变作组织上的准备。第二阶段：冷却控制了奥氏体的整个相变过程，十分重要。第三阶段：根据李曼云等人的理论，则不是很重要。
TRIP钢热处理工艺
前期
后期
奥氏体化文献【文件夹】
临界区退火处理【文件夹】

TRIP钢组织与性能

提高钢板性能的方法－－无间隙原子钢
（Interstitial-Free 钢）
极低的碳、氮含量，加入钛等微量合金元素，有极好的成形性
提高钢板性能的方法－－固溶强化
一定量的碳、氮含量，加入价廉的硅、锰元素，强度水平为440MPa
提高钢板性能的方法－－沉淀硬化
含有一定量的碳、氮，加入钒、钛、铌等微量元素，形成碳化物，强度水平为780～ 980MPa
• Zackay认为，这些高强度钢由于发生了应变诱发马氏体相变，推迟了颈缩的开始时间，导致了塑性的提高，这就是相变诱发塑性。
• Zackay提出，将具有相变诱发塑性这一特性的钢，统称为TRIP钢。
• Zackay的TRIP钢含有大量的合金元素，成本很高，所以，没有被广泛的使用。
5 低碳低合金TRIP钢
• 用TRIP钢试制的汽车零件（front-side-member），板厚为1.4mm，用500t压机，经四道工序冲压而成
材料
σs σb δ/% n 值 r 值极限变实际变
/MPa /MPa
形量形量
TRIP 钢板 471 690 30.2 0.20 1.00 36％ 28％
高强度钢板 220 355 43.1 0.24 1.60
0.185 C-1.0Si-1.87Mn 430 840 29.5 上海大学
不同强化机制的高强度钢板的强度和塑性
• 与传统的强化方式相比较：
– TRIP钢在提高钢板强度的同时，仍然保持良好的塑性。
– TRIP钢具有最高的强塑积（抗拉强度与延伸率的乘积）
• 目前，低碳 TRIP 钢的强塑积已达到了 24,000MPa ，比目前所有的汽车用钢材高得多。

含P—Ti—VTRIP钢的组织和力学性能研究

【摘要】采用Ｇｅｂ．０热模拟机、ｌｅ５０ｅ３金相显微镜和ｘ射线衍射等方法，一试验研究了不同热处理工艺对冷轧含ＰＴ．ＲＰ钢组织和力学性能的影响。结果表明，７０—８０ｏ间，．ｉＴＩＶ在６０Ｃ之随退火温度的升高，素体含量减少，贝氏体含量和屈服强度增加；两相区退火温度一定的铁而在
相变塑性（ＲＰ）的高强度称ＴＩ）首先在奥氏体不锈钢中发现，ｃｙＲＰ它具有高的抗拉强度、伸率以及高冲压成形能延力，被用作汽车钢板不但可减轻车重、降低油耗，还能抵御撞击时的塑性变形，显著提高了汽车的
情况下，着贝氏体等温温度的升高，余奥氏体量先增加后减少；退火温度８０℃ 、氏体随残在０贝
等温温度４０ｏ，验钢获得最佳的强塑积，２４ａ。２Ｃ时试为４５４ＭＰ％
【关键词】ＴＩＲＰ钢热处理
ｔｅｖｌｍｅｆａｔｏｆａｓｅｉｅｉｒａｅｒｔａｄｔｅｅｒａｅｈｏｕｒｃｉｎｏｕｔｎｔｎｃｅｓｄｆｓｎｈｎｄｃｅｓｄ．Ａｔａｎａｉｇｔｍｐｅａｕｅｏ０ｉｎｅｌｎｅｒｔｒｆ８０
ｂｓｎｈｅｈａｉｕａｏｅｂ一５０，ｏｔｃｌｍｉｒｓｏｙａｄＸ —ａｉｒｃｉｎｍｅｓｒｍｅｔ．ＲｅｙｕｉｇｔｅｔｓｍｌｔｒＧｌｅｅ３０ｐｉａｃｏｃｐｎｒｙｄｆａｔａｕｅｎｓｆｏ —

钢在显微镜下组织结构心得

钢在显微镜下组织结构心得
在显微镜下观察钢的组织结构，我深刻认识到其复杂而又有序的特征。

钢的显微组织由晶粒、晶界和相组成，每个部分都发挥着重要的作用，共同决定了钢材的性能。

首先，晶粒是钢中最基本的结构单元。

通过显微镜观察，我发现晶粒通常呈多边形或六角形的形状。

晶粒的大小和形状对钢材的力学性能有着重要的影响。

小晶粒可以提高钢材的强度和韧性，而大晶粒则可能导致钢材的脆性增加。

其次，晶界是相邻晶粒之间的界面。

通过显微镜观察，我注意到晶界的形状可以是直线状、曲线状或呈角状。

晶界对钢材的力学性能和腐蚀行为起着重要的影响。

较为清晰且连续的晶界有助于提高钢材的强度和韧性，而存在缺陷或位错的晶界则可能导致局部应力集中和裂纹的产生。

最后，相是指钢中的化学成分和晶体结构的组合。

通过显微镜观察，我发现钢中的相可以呈现出不同的颜色和形状，这与其成分和晶体结构有关。

相的类型和分布对钢材的硬度、耐蚀性和磁性等性能产生重要影响。

不同的相具有不同的力学性质和化学稳定性，因此在钢的设计和应用中，必须对相的特征进行准确的分析和评估。

综上所述，通过对钢的显微组织结构的观察，我深刻认识到晶粒、晶界和相的重要性。

它们共同作用，决定了钢材的性能和可靠性。

贝氏体等温温度对980 MPa TRIP钢力学性能和显微组织的影响

ａｉｔｅｍａｂｉｉｍｐｒｔｒ（Ｂ，６４０ｏｔｓｈｒｌａｔｔｅａｅＩＴ３０～４Ｃ）ｗｒｓａｃｅｙｍｅｎｆＩ８５ｆｔ，ｏｎｅｅｕｅｅｒｅｒｈｄｂａｓＬ０ｉａｅｅｏＤＡｎｌ
Ｇｌｅｌ一５０ｔｅａｉｌｔｒｅｂｅ３０ｈｒｌｓｍｕａｏ，Ｘ．ａｍｒｙ，ｔｎｉｅｔｓｎＯｏ．ＴｈｅｕｔｈｗｅｈｔｔｅｂｉｉｅｅｓｌｅｔａｄＳｎｅｒｓｌｓｓｏｄｔａｈａｎｔ
板，轧温度为９０ｃ冷却至室温，轧板经终０ｃ，热
１％盐酸溶液酸洗后，经多道次冷轧（中问０再经退火）１２ｍ厚。采用至．ｍｍｍ ×１ｍ圆柱０ｍ
热轧试样，ＤＬ０Ａ型热膨胀相变仪上加热至在Ｉ８５
匀。然后将试样浸入腐蚀液中侵蚀ｌ８～２，４Ｓ使
图２为试验钢的膨胀曲线，由膨胀曲线得到
试验钢的Ａ１＝７７ ℃ ，ＣＣ５Ａ３＝８５ｏ４Ｃ及Ｍｓ＝
腐蚀面泛出蓝橙般的光泽，正立式金相显微镜在
１试验材料和方法１１试验材料．
采用Ｘ３０．５Ａ型ｘ射线衍射分析仪，ｒａ靶辐射，ＣＫ利用（２）和（１）【射峰的积分强度确定残２０＾ｙ２１ｏ衍余奥氏体的体积分数并利用公式（）４计算残余１［３
ａｕｔｏ．ｍｏｎｆ１５％ｃｒｏｎ１ａｂｎｉ７％ａｓｅｔ．ｕｔｎｉｅ

相变诱发塑性(TRIP)钢

.
TRIP效应
TRIP 效应是残余奥氏体向马氏体转变使得强度和塑性同时提高的效应。这种残余奥氏体在室温下比较稳定 , 但在变形时会发生马氏体相变 , 诱发钢的塑性提高
TRIP 钢在变形过程中 , 残余奥氏体转变成高强度的高碳马氏体 , 同时伴随着体积膨胀 , 因而抑制了塑变的不稳定 , 增加了均匀延伸的范围 , 故使得强度和塑性同时提高。
随着贝氏体区的长大，相邻奥氏体内的碳浓度不断升高，直到奥氏体的临界转变温度T0接近于等温温度
.
残余奥氏体对TRIP钢的影响
残余奥氏体是TRIP效应的来源残余奥氏体含量与稳定性对TRIP效应都有影响，
只有达到残余奥氏体含量与稳定性的统一，才能获得最佳的力学性能
残余奥氏体含量主要受贝氏体区等温温度和时间控制，而残余奥氏体的稳定性的影响因素主要有：化学成分、温度、残余奥氏体的晶粒尺寸、残余奥氏体的强度和周围相的强度
.
TRIP钢的成分特点
TRIP钢的成分以C-Mn-Si合金系统为主，有时也可根据具体情况添加少量的Cr、V、Ni等合金元素。因此，它的成分特征是：低碳、低合金化、钢质纯净
.
TRIP钢的组织特点
TRIP钢具有多相组织，既有软相铁素体，也有硬相贝氏体，还有亚稳定的残余奥氏体，钢中组织的合理配比、亚稳相的稳定性等决定了 TRIP钢的力学性能
当然，TRIP钢作为成型用钢含碳量不能太高，一是影响成型性，二是影响焊接性能
C-Si-Mn系TRIP钢中C含量一般提高C在铁素体中的活度，起到净化铁素体中C原子的作用，使奥氏体富C，增加了过冷奥氏体的稳定性
冷却过程中，Si元素抑制碳化物的形核与析出，使珠光体转变“C”曲线右移，滞缓了珠光体的形成

TSCR工艺制备600MPa级TRIP钢的组织与力学性能

材料工程／２００９年２期
８０ｍＬ无水乙醇中，将两种溶液按体积比１：１混合均匀后，立即将研磨、抛光好的试样侵入试液中１５～２５ｓ，用清水冲洗后，冷风吹干。
在带图像分析软件的ＬＥＩＣＡＤＭＲＸ金相显微镜上进行了组织分析。图１是试验钢的彩色金相照片。图中浅灰色区域为铁素体，深棕色的是贝氏体，白色发亮的是残余奥氏体。（黑白打印图中灰色区域为铁素体，深色的是贝氏体，白色的是残余奥氏体。）定量金相分析结果为：６．６％的残余奥氏体，５７．９％的铁素体，３５．５％的贝氏体。
５３
主要对强度有影响。２．３试验钢的夹杂物分析
在扫描电镜上对薄板坯连铸连轧工艺制备的ＴＲＩＰ钢进行了夹杂物分析。大量观察表明，试验钢中夹杂物的尺寸细小，以点球状形貌为主，尺寸在１～５ｐｍ之间。图３所示为试验钢中的一个尺寸约为１ｐｍ×２ｐｍ夹杂，成分以ＭｎＳ为主，另有ＴｉＯ·Ｆｅ０复合氧化物。
ＴＳＣＲ工艺的热历史特征是只发生奥氏体向铁素体的单向相变，为此要保证脱模温度不低于相变温度。参考ＣＣＴ曲线［１２］以及薄板坯连铸连轧工艺制订了实验工艺。
采用１０ｋｇ真空感应炉熔炼合金，铁模浇注后，开模取出钢锭，钢锭尺寸为６０ｍｍ×１００ｍｍ×１３０ｍｍ。用红外线测温仪测得钢锭表面温度为９５２℃，随即将钢锭送入均热炉内，均热工艺为１１５０℃×３０ｍｉｎ。均
中国分类号：ＴＧｌ４２．１
文献标识码：Ａ
文章编号：１００１—４３８１（２００９）０２—００５１－０３
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｃ－Ｓｉ－ＭｎＴＲＩＰｓｔｅｅｌｗａｓｐｒｅｐａｒｅｄｂｙＴＳＣＲｐｒｏｃｅｓｓｉｎｌａｂｏｒａｔｏｒｙ．Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｏｆｔｅｎｓｉｌｅｅｘ－ｐｅｒｉｍｅｎｔｉｎｄｉｃａｔｅｄｔｈａｔｔｈｅｕｌｔｉｍａｔｅｔｅｎｓｉｌｅｓｔｒｅｎｇｔｈｗａｓ６３０ＭＰａ，ｙｉｅｌｄｓｔｒｅｎｇｔｈｗａｓ４３０ＭＰａ，ｅｌｏｎｇａ— ｔｉｏｎｗａｓ２９．１％．Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓａｌｓｏｉｎｄｉｃａｔｅｄｔｈａｔｔｈｅｍｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅｗａｓｃｏｍｐｏｓｅｄｗｉｔｈｆｅｒｒｉｔｅ，ｂａｉｎｉｔｅａｎｄｒｅｔａｉｎｅｄａｕｓｔｅｎｉｔｅ．Ｔｈｅｃｏｕｎｔｉｎｇｏｆｑｕａｎｔｉｔａｔｉｖｅｃｏｌｏｕｒｍｅｔａｌｌｏｇｒａｐｈｙｓｈｏｗｅｄｔｈａｔｒｅｔａｉｎｅｄａｕｓｔｅｎ－ｉｔｅｖｏｌｕｍｅｆｒａｃｔｉｏｎｗａｓａｂｏｕｔ６．６％．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：Ｃ—Ｓｉ—ＭｎＴＲＩＰｓｔｅｅｌ；ＴＳＣＲｐｒｏｃｅｓｓ；ｍｅｃｈａｎｉｃａｌｐｒｏｐｅｒｔｙ；ｍｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅ

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第13卷第5期2001年10月钢铁研究学报JOU RNAL O F I RON AND ST EEL R ESEA RCHV o l .13,N o.5　O ct .2001基金项目:上海市汽车工业科技发展基金资助项目(J 996534)作者简介:韦习成(19642),男,博士生,高级工程师; 收稿日期:2000210227; 修订日期:2001203212・综合论述・TR IP 钢显微组织与性能关系的评述韦习成,　李　麟,　符仁钰(上海大学材料学院,上海200072)摘　要:概述了近20年来汽车材料中TR IP 钢的研究进展情况。

对影响TR IP 钢强度和塑性的显微组织从其大小、形貌及含量等多方面进行了分析和比较,认为要使TR IP 钢具有优良的强度和塑性匹配,应优化该钢显微组织中各相含量的配比。

关键词:TR IP 钢;显微组织;力学性能中图分类号:T G 113 文献标识码:A 文章编号:100120963(2001)0520071206Rev iew on Relation between M icrostructures andProperties of TR IP SteelW E I X i 2cheng ,　L I L in ,　FU R en 2yu(ShanghaiU n iversity ,Shanghai 200072,Ch ina )Abstract :T he research statu s of TR IP steel fo r au tomob ile structu re m aterial since 80s w as b riefly review ed .T he m icro structu re (ferrite ,retained au sten ite and bain ite )facto rs influencing thestrength and p lasticity ,such as size ,mo rpho logy and vo lum e fracti on and so on ,w ere analyzed and compared respectively .T he resu lts show ed that the m icro structu re facto rs above m en ti oned shou ld be op ti m ized in o rder to ob tain the excellen t com b inati on of strength and fo rm ab ility fo r TR IP steel.Key words :TR IP steel ;m icro structu re ;m echan ical p roperty 随着汽车工业的高速发展及人类环保意识的日益增强,对汽车安全性和燃料效率的要求越来越高。

为提高汽车安全性和燃料效率并减轻车体重量,汽车结构件大量采用高强度钢板和铝合金、复合材料等。

如800～1000M Pa 的冷轧双相钢已用于车门防护杆和保险杠[1]。

几十年来,为降低中高强度汽车结构用钢的制造成本,开发研究了价格低廉、强度高且成形性优异的含残余奥氏体的多相组织钢TR IP (Α+B +ΧRA +M )[1]。

近20年来,TR IP (T ran sfo rm ati on Induced P lasticity )效应的研究集中于高强度低合金钢,成分(质量分数,下同)主要是在C 0.1%～0.4%,Si 1.0%～2.0%,M n 1.0%～2.0%范围内加入微量N b 、V 或T i 等元素的弥散强化或固溶强化的低碳Si 2M n 钢。

TR IP 效应是指钢中稳定存在的残余奥氏体在变形过程中向马氏体转变时引入了相变强化和塑性增长[2,3],为此残余奥氏体必须有足够的稳定性,以实现渐进式转变,一方面强化基体,另一方面提高均匀的伸长率,达到强度和塑性同步增加的目标;体现在材料组织上首先是残余奥氏体本身成分、大小、形貌和周围环境的影响;其次是与残余奥氏体共存的相(如铁素体、贝氏体)的晶粒尺寸、质量分数、化学—17—成分及形态的综合作用。

只有实现显微组织中各组成相的优化组合,才能提高TR IP 钢的强度和塑性。

1　TR IP 钢的化学成分及获得多相组织的工艺路线 TR IP 钢中的合金化元素主要是置换型合金元素Si 和M n 。

M n 主要通过固溶强化降低Χ→Α相变温度而促使晶粒细化,改变相变后的微观组织。

M n 的存在可降低马氏体转变温度M s ,通过合适的奥氏体稳定化处理,可使M s 温度降至室温以下。

Si 在钢中是抑制形成渗碳体的元素,它能增加碳在奥氏体中的活度,阻碍渗碳体形核和长大。

由于贝氏体转变中存在Si ,形成贝氏体和或铁素体时没有渗碳体析出,因而提高了残余奥氏体中的碳浓度,降低了M s 温度,有利于增加室温下的残余奥氏体量[4,5]。

此外,Zarei A 等[6]在上述Si 2M n 系TR IP 钢成分的基础上加入微合金化元素N b ,利用N b 对母相奥氏体的固溶强化作用提高了可硬化性并降低了M s 温度,或使N b (C ,N )弥散析出起到弥散强化作用。

对一定的形变热处理工艺而言,含有大量固溶N b 的奥氏体具有较高的残余奥氏体含量及稳定化趋向。

由于Si 2M n 系TR IP 钢中硅含量过高会降低产品表面质量,进而影响最终产品的涂镀效果[6～8],因此人们对TR IP 钢成分的研究开始侧重于用其它合金元素(如A l [7]、P [9]、M o [10]等)部分取代Si ,以降低钢中硅含量,或通过改进热处理工艺[11]以保证低硅的TR IP 钢不会因硅含量的降低而影响其力学性能,即具有良好的强塑积(Ρ×∆)。

TR IP 钢的多相组织主要是通过形变热处理和两相区退火+中温等温淬火工艺获得由铁素体、贝氏体、残余奥氏体和或马氏体组成的多相组织,其示意图见图1。

图1　获取TR IP 钢多相组织的工艺路线(a )TM P 处理工艺;　(b )冷轧材用TR IP 处理工艺F ig .1　Process cycles of TR IP steel for m ulti -pha se m icrostructures2　残余奥氏体的稳定化表征奥氏体稳定化的主要参数是奥氏体向马氏体转变的开始温度M s ,M s 越低,奥氏体越稳定。

通常奥氏体的M s 温度受化学成分、晶粒大小、晶粒形态和周围相及外界因素等的影响。

研究表明[6,12],奥氏体晶粒度越大,贝氏体转变区等温形成的贝氏体板条束越大,在贝氏体板条束间残留的奥氏体晶粒增大,奥氏体稳定性下降并在随后的冷却过程中趋向于转变成下贝氏体或马氏体,或者室温时处于亚稳态。

但Zarei A 等[6]研究含N b 和不含N b 的TR IP 钢晶粒度对残余奥氏体的影响时却得出相反的结论,其原因可能是,含N b 钢中的奥氏体晶粒越粗大,在形变热处理时经受的变形越小,析出的N b (C ,N )量越少,固溶于奥氏体中的N b 越多,母相奥氏体越稳定,从而使最终组织中的残余奥氏体量增加。

表现在材料力学性能方面,则是强度和塑性提高。

但强度和塑性与奥氏体晶粒度并没有绝对的对应关系,这可能与贝氏体和铁素体的晶粒尺寸、残余奥氏体的分布状态及贝氏体、马氏体对残余奥氏体的约束作用等有关。

T sukatan i I 等[13]研究了硅含量和锰含量对残—27—2001年钢　铁　研　究　学　报第13卷余奥氏体中的碳含量和稳定性以及最终力学性能的影响。

指出,随着钢中锰含量由1.5%增加到2.0 %,马氏体量增加,铁素体量降低,进而改变了显微组织结构,导致应变诱发相变特性和硬化率的变化。

其结果是残余奥氏体中的碳含量降低,残余奥氏体的稳定性下降。

同时,由于残余奥氏体周围硬质相(如马氏体)的存在,在拉伸变形时,拉应力会直接通过马氏体传递给残余奥氏体,从而使得残余奥氏体在应变早期发生转变。

也就是说,TR IP钢中大量马氏体的存在恶化了TR IP效应。

某些研究人员认为,增加锰含量促进了交滑移,并在残余奥氏体周围的铁素体中形成位错胞状组织,因而使残余奥氏体受到局部应力作用而快速转变成马氏体。

而硅含量的增加促进了平面滑移并造成位错在铁素体中的随机排列,使得残余奥氏体产生渐变型应变诱发相变。

Sugi m o to K等[14,15]测定了不同硅含量、锰含量的低碳TR IP钢在两相区等温退火+贝氏体区等温处理后其残余奥氏体的初始参数[残余奥氏体量VΧ、残余奥氏体中的碳含量CΧ、M s及第二相(B+M+ΧRA)量],并通过不同温度的拉伸试验,分析了残余奥氏体对塑性或延性的影响,得出了与T sukatan i I等[13]相近的结论,给出了材料延性的最佳试验温度范围,以及抑制残余奥氏体转变的最高试验温度与M s的关系。

这有利于制订TR IP钢深冲或温冲成形工艺。

通过非再结晶区的形变,在基体组织中引入缺陷亦可改善残余奥氏体的稳定性,从而影响材料的力学性能。

H anzak iA Z等[16～18]的研究认为,非再结晶区的形变改变了残余奥氏体量,为达到较好的TR IP效应,有一最佳形变量。

对所研究的钢而言, 20%的形变量可以达到材料所要求的残余奥氏体量与强度和塑性的良好匹配。

这主要是由于缺陷的引入增加了扩散型相变动力,并延迟了切变型相变。

此外,他们对形变带和孪晶及非再结晶区温度对残余奥氏体量、残余奥氏体稳定性及对强度和塑性的影响也进行了系统研究。

Sugi m o to K等[19]基于残余奥氏体和第二相(贝氏体、马氏体)的形貌研究了残余奥氏体的稳定性和变形特性,估算了残余奥氏体周围硬质点对其产生的静压力。

认为第二相硬质点周围的膜状残余奥氏体的稳定性高于孤岛状残余奥氏体的稳定性。

同时他们将贝氏体、马氏体和残余奥氏体作为第二相,通过对其强度的研究指出:膜状残余奥氏体比孤岛状残余奥氏体的平均强度高,因而尽管流变应力较高,但塑性较低。

这与T sukatan i I[13]等认为残余奥氏体周围硬质相的应力传递导致残余奥氏体早期转变的观点相矛盾。

Jacques P等[9]认为:铁素体内的残余奥氏体晶粒与热轧组织中的珠光体晶粒有关,因此,其化学成分与铁素体晶界处残余奥氏体的化学成分不同。

综合考虑残余奥氏体的尺寸和成分等因素,铁素体晶内的残余奥氏体应更稳定。

Ch iro A D i等[20]将钢中残余奥氏体量与残余奥氏体中碳含量的乘积作为残余奥氏体的稳定性参数(VΧ×CΧ),分析了可成形性指标(即,均匀拉伸强度与总伸长率的乘积U T S×T E I)与残余奥氏体的关系,如图2所示[20]。