相变诱发塑性(TRIP)钢

陶瓷作业姓名：王槐豪学号：1071900220 班级：0719201陶瓷韧化机理陶瓷最致命缺点是脆性，低可靠性和低重复性，这些不足严重影响陶瓷材料的应用范围。

只有改善陶瓷的断裂韧性，提高其可靠性和使用寿命，才能是陶瓷真正成为一种广泛应用的新型材料，因此陶瓷增韧技术一直是陶瓷研究的热点。

陶瓷的断裂主要是由于裂纹扩展导致的，阻止间断裂纹的扩展的方法有三种。

其一为分散裂纹尖端应力；其二为消耗裂纹扩展的能量，增大裂纹扩展所需克服的能垒；最后问转换裂纹扩展的能量。

相变韧化受相变诱发塑性钢，即TRIP (transformation induced plasticity)钢的启发，将ZrO 2 t →m 相变M s 点稳定到比室温稍低，而M d 点比室温高，使其在承载时由应力诱发产生t →m 相变，由于相变产生的体积膨胀效应和形状效应，而吸收大量的能量，从而表现出异常高的韧性。

这就是相变韧化（transformation toughening ）的概念。

韧化机理分析： 1.相变韧化(∆K ICT ) ；d i <d<d c 应力诱发相变增韧(∆K ICT ) t →m 相变产生新的表面吸收能量 ， 同时相变引起的体积膨胀产生压力。

2. 残余应力增韧 (∆K ICS )；• 残余应力→ 闭合阻碍裂纹扩展 →残余应力韧化。

3. 显微裂纹增韧 (∆K ICM )；4. 复合韧化机理；第二相颗粒增韧第二相颗粒增韧，第二相增韧主要增韧机理为残余应力增韧、微裂纹增韧、裂纹偏转增韧、颗粒桥联增韧、延性颗粒增韧；增韧的主要影响因素为物理相容性和化学相容性（不生成有害化合物合适的界面结合强度 1. 应力场模型颗粒∆a=a p -a m ；∆T=T P -T R ；α－材料的热膨胀系数，10-6/K ； E －材料的弹性模量，GPa ； ν－材料的泊松比；m ，p 分别代表基体和第二相增强颗粒； T P －基体不产生塑性变形的最高温度，K T R －所讨论的状态下的温度，Kp pmm E E TP ννα2121-++∆⋅∆=基体 r －球形颗粒半径，mm ；R －基体中某点距离球心的距离，mm ∆a 的影响：∆a>0，σr >0，σt <0，环向裂纹（收敛型）； ∆a <0，σr <0，σt >0，径向裂纹（发散型） ； ∆a ＝0 ，P=0 ，σ＝0； r>r cr c －自发萌生裂纹的邻界第二相颗粒半径2. 临界第二相颗粒尺寸（r c ） 弹性应变能： 颗粒:基体系统 U S =U P +U m =2πkP 2r 3由U S ≥2γmp 得 ；2γmp －萌生单位面积裂纹所消耗的能量，J3. 残余应力增韧 （d<d C ）∆a>0∆a>0☺裂纹停止 ☺裂纹穿过第二相颗粒☺裂纹沿颗粒与基体之间的界面扩展颗粒开裂表面能：γp ＝2πr 2γsp克服阻力做功： W 1=1/2πPr 2u 1W t =γp + W 1=2πr 2γsp +1/2πPr 2u 1界面开裂表面能：b ＝4πr 2γint克服阻力做功：W 2=1/3πPr 2u 2W i =γp + W 1=4πr 2γint +1/3πPr 2u 2u 1≈u 2≈2r εb =2⨯10-3r3)(Rr P r ⋅=σ3)(21Rr P t ⋅-=σ32)21(2r E P U P P P νπ-=32)1(rE P U mm m νπ+=p P m m E E k νν2121-++=312)2(-∝kP r c πint<1/2γSP∆a≈0E P>E m 裂纹沿界面扩展。

汽车用先进高强度钢的特点和生产工艺摘要：汽车轻量化和安全性对汽车用钢的性能提出了新的、较高的要求，具体有以下6个方面：优良的成形性能；在保证塑性、延性指标的同时，提高强度降低冲压件重量；良好的表面状态和形貌、严格的尺寸精度；良好的连接性能和保型性能；抗时效性稳定性和油漆烘烤硬化性；耐蚀性能。

先进高强度钢，其英文缩写为AHSS（Advanced High Strength Steel），主要包括双相（DP）钢、相变诱导塑性（TRIP）钢、复相（CP）钢、马氏体（M）钢、热成形（HF）钢和孪晶诱导塑性（TWIP）钢。

关键词：先进高强度钢汽车用钢发明热轧冷轧前言：迅猛发展的汽车工业更加突显出环保、能源等方面的难题。

汽车用高强度钢对汽车工业的发展起着举足轻重的作用，是汽车轻量化的关键材料之一。

在未来的数年内，我国汽车工业将会取得更大的发展，对汽车用高强度钢的要求也会越来越多，汽车开发公司需进一步加强与钢铁研究者的合作，这对发展汽车用高强度钢板，促进我国汽车行业发展以及提高我国汽车竞争能力大有裨益。

1高强度板料的特性高强度板料具有很高的抗拉强度、耐冲击性，其抗拉强度是普通材料的3倍甚至更多，因此对汽车的碰撞安全性能非常重要。

高强度板料的这种特性对汽车的安全、减重和节能是非常重要的，其效果也是非常明显的。

研究结果表明，使用高强度板料，汽车冲压件抗拉强度从220MPa提高到700MPa，材料厚度从1.8mm减小到1.4mm，而材料可吸收冲击能指数则基本保持不变。

汽车减重也与材料强度密切相关。

研究表明，材料抗拉强度从300MPa左右提高到900MPa左右，汽车减重率则从25%左右提升到40%左右。

由此可以看出使用高强度板料已是汽车行业以后发展的趋势。

但板料的强度和塑性一般是矛盾的，板料强度的提高必然导致塑性下降。

而板料塑性的下降就为冲压件的成型带来了很多问题和难题，回弹就是其中冲压件成型过程中很难避免的缺陷之一。

奥氏体不锈钢压力容器的应变强化技术摘要：奥氏体不锈钢材料自身韧性较好，但其屈服强度较低，采用应变强化技术可明显提高其屈服强度，节省材料。

奥氏体不锈钢压力容器在应力增强过程中存在着两种不同的强化方式：一种是常温和一种是低温一种。

文章从应力增强的基本理论出发，分析和讨论了应力增强技术在奥氏体不锈钢压力容器中的应用。

关键词：压力容器；奥氏体不锈钢；应变强化引言：进入21世纪以后，我国不锈钢生产一直处在不断增长的过程中。

随着不锈钢生产总量的持续增长，奥氏体不锈钢所占的比重逐步提高，已达到总量的2/3。

这一改变使奥氏体不锈钢的价格节节攀升。

但是，应变增强技术可以提高奥氏体不锈钢的屈服强度，从而降低其成本，从而降低其价格。

一、奥氏体不锈钢压力容器1.奥氏体不锈钢压力容器的结构在开发压力容器时，采用上下两个半球状的球体，在两端各有一个管子。

该结构的优势是，在进行应力增强时，压力容器的各个部位受到的应力都是一样的，这样就能确保整体球在一个均匀的扩张条件下，不会对容器自身产生太大的损害。

但由于应变增强技术的特殊性，它很容易改变容器的形状。

所以，奥氏体不锈钢压力容器在应变增强技术应用到奥氏体不锈钢时，基本上采用了封头与圆筒进行焊接。

奥氏体不锈钢压力容器的头部和圆筒部位在应力增强时，其承受的压力是不同的，因而奥氏体不锈钢压力容器的变形最大可能出现在容器中部。

2.奥氏体不锈钢压力容器的分类根据应变强化技术的不同，奥氏体不锈钢压力容器可划分为常温和低温应变增强两种类型。

2.1常温应变强化模式正如其名称所示，常温应变强化模式是在常温状态下对奥氏体不锈钢容器进行水压强化。

其具体实现方法是将不锈钢奥氏体压力容器安装到马鞍上，再用清水灌入该容器，并将其与奥氏体不锈钢压力容器的一端相连。

在达到加压要求后，继续保持压力，直至奥氏体不锈钢压力容器完全成形，然后将其卸下。

1975年，瑞典的应力增强压力容器规范将奥氏体不锈钢压力容器的常温强化技术列入其中，并于1999年将其列入澳大利亚标准。

第21卷第4期2009年4月钢铁研究学报Jour nal of Ir on and Steel ResearchV ol.21, No.4 A pril 2009作者简介:唐小勇(1981 ),男,硕士; E mail:txy1981@; 修订日期:2008 09 16冷轧TRIP800钢的组织性能和形变行为唐小勇, 江海涛, 唐 荻, 刘 强, 杨梅梅(北京科技大学高效轧制国家工程研究中心,北京100083)摘 要:采用Gleeble 3800热模拟机、M T S 拉伸实验机、L EO 1450携带EBSD 系统的扫描电镜与高倍电镜等对T R IP800进行了组织性能考察,并对其形变过程裂纹走向与断裂机理进行了观察分析。

结果表明,实验钢退火加热温度为840 ,保温120s 后获得最优力学性能。

其残余奥氏体晶粒主要分布在晶界处,且尺寸在3 m 以下。

原位拉伸时,当试样裂纹尖端遇到残余奥氏体时,应力集中促使马氏体转变,裂纹尖端被钝化,产生T RIP 效应。

最后,试样断口中部为剪切断裂,边部为塑性断裂。

关键词:T RIP 钢;退火;残余奥氏体中图分类号:T G142 1 文献标识码:A 文章编号:1001 0963(2009)04 0026 04Microstructure and Deformation Mechanism ofCold Rolled TRIP800SteelTANG Xiao y ong , JIANG H ai tao, TANG Di, LIU Qiang, YANG M ei mei(N ational Eng ineer ing R esear ch Center for A dvanced R olling T echnolog y,U niversity of Science and T echnolog y Beijing ,Beijing 100083,China)Abstract:T he microstr ucture,crack and fracture mechanism o f 800M Pa g rade tr ansfo rmatio n induced plasticity steels w ere researched by using G leeble 3800thermal simulator ,M T S str etching test machine,L EO1450w ith EBSD sy stem and hig h pow er electro n micro sco pe.T he results sho wed that tr ial pr oduced steel annealed at 840 fo r 120s show ed optimal mechanical propert y.T he residua l austenite gr ain mostly disperses o ver g rain boundary ,and the sizes a re below 3 m.When the tip of crack reached residual austenite,the str ess concentr ation promo ted the martensite tr ansfor matio n,and the tip of cr ack was passivated,which led to T RIP effect fo r in situ draw ing ex per iment.A t last,the center o f sample fracture w as shear fr actur e,and the edge w as plastic fracture.Key words:T RI P steel;annealing ;r etain austeniteTRIP 钢由铁素体、贝氏体和残余奥氏体(RA)三相组成。

奥氏体金相
1、奥氏体金相？
【答案】碳溶于γ-Fe晶格间隙中形成的间隙固溶体称为奥
氏体，具有面心立方结构，为高温相，用符号A表示。奥氏体在
1148℃有最大溶解度2.11%C，727℃时可固溶0.77%C；强度和硬
度比铁素体高，塑性和韧性良好，并且无磁性，具体力学性能与
含碳量和晶粒大小有关，一般为170~220 HBS、 =40~50%。TRIP
钢（变塑钢）即是基于奥氏体塑性、柔韧性良好的基础开发的钢
材，利用残余奥氏体的应变诱发相变及相变诱发塑性提高了钢板
的塑性，并改善了钢板的成形性能。碳素或合金结构钢中的奥氏
体在冷却过程中转变为其他相，只有在高碳钢和渗碳钢渗碳高温
淬火后，奥氏体才能残留在马氏体的间隙中存在，其金相组织由
于不易受侵蚀而呈白色。

热处理基础知识问与答480、什么是马氏体相变塑性现象？何谓“TRIR”钢及它的性能特点是什么？答：金属及合金在相变过程中，塑性增加，往往低于母相屈服极限的条件下，即发生了塑性变形，称之为相变塑性。

利用马氏体相变塑性设计出几种Ma高于室温而Ms低于室温的钢，他们在常温下形变时，会诱发形成M，M转变反过来又诱发塑性提高，这种钢兼有很高的强度和塑形，故称为相变诱发塑性（TRIR）钢。

81、简述激光热处理的原理和优点是什么答：激光淬火技术，又称激光相变硬化，是利用聚焦后的激光束照射到钢铁材料表面，使其温度迅速升高到相变点以上，当激光移开后，由于仍处于低温的内层材料快速导热作用，是表层快速冷却到马氏体相变点以下，获得淬硬层。

优点：与感应加热淬火相比，使用的能量密度更高，加热速度更快，不需要淬火介质，工件变形更小，加热层深度和加热轨迹易于控制，易于实现自动化，激光淬火可使工件表层0.1-1.0mm范围内的组织结构和性能发生明显变化。

82、淬火态钢中常见的马氏体有哪几种类型?形成条件是什么?分别指出其亚结构和性能特点。

答：主要形态板条马氏体，片状马氏体。

奥氏体转变后，所产生的M的形态取决于A中的含碳量，含碳量<0.6%的为板条马氏体，含碳量在0.6-1.0%之间为板条和针状混合的M，>1%的为针状马氏体。

板条马氏体的亚结构主要由高密度的位错组成，并存在条间A。

板条马氏体具有较高的强度和硬度，而且塑性任性也好。

片状马氏体的亚结构主要由互相平行的细小孪晶组成，并集中在M片的中央部分，具有高硬度，脆性大。

83、淬火态钢中常见的马氏体形态有哪几种？分别说出它们的亚结构。

板条、片（针）状；位错、孪晶84、晶体中的位错有两种基本类型？位错在晶体中主要运动方式有哪两种？刃、螺；滑移、攀移85、零件失效的主要形式分为哪四大类？答：材料的变形，断裂，磨损和腐蚀。

86、对高碳钢实施球化退火工艺的目的是什么?试画出等温球化退火的工艺曲线。