Fe-Mn-Al-C双相轻质钢成分设计、性能及相变行为研究
发布时间：2025-05-01 07:41
Fe-Mn-Al-C钢的开发最早是为了替代Ni-Cr合金,常常被用于不同用途,包括低温应用、耐高温氧化应用以及在航空和化学工业中的应用。近年来,这类合金体系被考虑用于结构组件,尤其是在汽车工业中引起了广泛的关注,可以被用于轻量化防撞车身结构。Fe-Mn-Al-C钢在不同的成分配比时,组织具有单相、双相、甚至多相结构,在保证优异力学性能的同时,其低密度、高强塑积的特征被视为未来汽车轻量化材料的发展方向。本文基于轻量化的设计原理及性能要求,分别设计了高锰高铝、中锰中铝两类Fe-Mn-Al-C双相轻质钢材料。本文从合金元素对双相轻质钢的性能着手,采用透射电子显微镜（TEM）、扫描电子显微镜（SEM）、拉曼光谱分析（RS）、X射线衍射（XRD）和Thermo-Calc热力学计算软件等技术,研究C、Mn对于Fe-Mn-Al-C双相轻质钢的组织、室温力学性能的影响,优化出最佳合金成分,在此基础上研究微观变形机制、时效处理对性能的影响,以及其腐蚀行为;另外系统地研究了碳含量、晶粒尺寸和热处理温度对Fe-Mn-Al-C双相轻质钢高温氧化诱导相变行为的影响。主要结论如下:（1）设计的冷轧Fe-20Mn-8...
【文章页数】：170 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 概述
1.1.1 前言
1.1.2 Fe-Mn-Al-C轻质钢的概况
1.1.3 Fe-Mn-Al-C轻质钢的分类
1.1.4 Fe-Mn-Al-C轻质钢的历史研究进展
1.2 影响Fe-Mn-Al-C轻质钢组织与性能的因素
1.2.1 合金元素的影响
1.2.2 析出相的影响
1.2.3 热处理工艺的影响
1.3 Fe-Mn-Al-C轻质钢的变形机理
1.3.1 层错与层错能
1.3.2 位错滑移机制
1.3.3 TRIP效应
1.3.4 TWIP效应
1.4 Fe-Mn-Al-C轻质钢的高温氧化及腐蚀行为
1.4.1 Fe-Mn-Al-C轻质钢的高温氧化研究进展
1.4.2 Fe-Mn-Al-C轻质钢的电化学腐蚀行为研究进展
1.5 研究目的和研究内容
第二章 实验过程及研究方法
2.1 实验轻质钢的成分设计
2.2 实验轻质钢的密度计算
2.3 实验双相轻质钢的制备及实验方法
2.3.1 实验双相轻质钢的熔炼
2.3.2 热锻和冷轧
2.4 实验分析测试方法
2.4.1 Thermo-Calc热力学相图计算
2.4.2 光学显微镜分析
2.4.3 扫描电子显微镜分析
2.4.4 透射电子显微镜分析
2.4.5 室温拉伸试验
2.4.6 X射线衍射分析
2.4.7 拉曼光谱分析
2.4.8 EBSD分析
2.4.9 显微硬度测试
2.4.10 高温氧化性能测试
2.4.11 极化曲线测试
2.4.12 均匀腐蚀测试
第三章 高锰高铝型Fe-20Mn-8Al-xC双相轻质钢组织、室温力学性能及变形机理研究
3.1 引言
3.2 Fe-20Mn-8Al-xC双相轻质钢的组织和性能研究
3.2.1 Fe-20Mn-8Al-xC双相轻质钢的热力学计算分析
3.2.2 碳元素对Fe-20Mn-8Al-xC双相轻质钢组织的影响
3.2.3 Fe-20Mn-8Al-xC双相轻质钢的相比例和显微硬度分析
3.2.4 碳含量对Fe-20Mn-8Al-xC双相轻质钢室温力学性能的影响
3.2.5 Fe-20Mn-8Al-0.45C双相轻质钢室温变形机理分析
3.2.6 时效对Fe-20Mn-8Al-0.45C轻质钢组织和力学性能的影响
3.3 本章小结
第四章 中锰中铝Fe-xMn-5.5Al-0.25C双相轻质钢组织、室温力学性能及变形机理研究
4.1 引言
4.2 Fe-xMn-5.5Al-0.25C双相轻质钢的组织和性能研究
4.2.1 Fe-xMn-5.5Al-0.25C双相轻质钢的热力学计算分析
4.2.2 锰元素对Fe-xMn-5.5Al-0.25C双相轻质钢组织的影响
4.2.3 Fe-xMn-5.5Al-0.25C双相轻质钢的相比例和显微硬度分析
4.2.4 锰含量对Fe-xMn-5.5Al-0.25C双相轻质钢室温力学性能的影响
4.2.5 Fe-10Mn-5.5Al-0.25C双相轻质钢室温变形机理分析
4.2.6 时效对Fe-10Mn-5.5Al-0.25C轻质钢组织和力学性能的影响
4.3 本章小结
第五章 Fe-Mn-Al-C双相轻质钢高温氧化行为研究
5.1 引言
5.2 碳含量对Fe-Mn-Al-C双相轻质钢高温氧化行为的影响
5.3 晶粒尺寸对Fe-Mn-Al-C双相轻质钢初期高温氧化行为的影响
5.4 热处理温度对Fe-Mn-Al-C双相轻质钢高温氧化行为的影响
5.5 本章小结
第六章 Fe-Mn-Al-C双相轻质钢电化学极化行为和均匀腐蚀行为研究
6.1 引言
6.2 Fe-Mn-Al-C钢在不同环境溶液中的电化学极化行为
6.3 Fe-Mn-Al-C钢在不同环境溶液中的均匀腐蚀行为
6.4 本章小结
第七章 结论与展望
7.1 主要结论
7.2 主要创新点
7.3 展望
参考文献
作者在攻读博士学位期间公开发表的论文及专利
作者在攻读博士学位期间所参加的项目及获得的奖励
致谢
本文编号：4041907
【文章页数】：170 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 概述
1.1.1 前言
1.1.2 Fe-Mn-Al-C轻质钢的概况
1.1.3 Fe-Mn-Al-C轻质钢的分类
1.1.4 Fe-Mn-Al-C轻质钢的历史研究进展
1.2 影响Fe-Mn-Al-C轻质钢组织与性能的因素
1.2.1 合金元素的影响
1.2.2 析出相的影响
1.2.3 热处理工艺的影响
1.3 Fe-Mn-Al-C轻质钢的变形机理
1.3.1 层错与层错能
1.3.2 位错滑移机制
1.3.3 TRIP效应
1.3.4 TWIP效应
1.4 Fe-Mn-Al-C轻质钢的高温氧化及腐蚀行为
1.4.1 Fe-Mn-Al-C轻质钢的高温氧化研究进展
1.4.2 Fe-Mn-Al-C轻质钢的电化学腐蚀行为研究进展
1.5 研究目的和研究内容
第二章 实验过程及研究方法
2.1 实验轻质钢的成分设计
2.2 实验轻质钢的密度计算
2.3 实验双相轻质钢的制备及实验方法
2.3.1 实验双相轻质钢的熔炼
2.3.2 热锻和冷轧
2.4 实验分析测试方法
2.4.1 Thermo-Calc热力学相图计算
2.4.2 光学显微镜分析
2.4.3 扫描电子显微镜分析
2.4.4 透射电子显微镜分析
2.4.5 室温拉伸试验
2.4.6 X射线衍射分析
2.4.7 拉曼光谱分析
2.4.8 EBSD分析
2.4.9 显微硬度测试
2.4.10 高温氧化性能测试
2.4.11 极化曲线测试
2.4.12 均匀腐蚀测试
第三章 高锰高铝型Fe-20Mn-8Al-xC双相轻质钢组织、室温力学性能及变形机理研究
3.1 引言
3.2 Fe-20Mn-8Al-xC双相轻质钢的组织和性能研究
3.2.1 Fe-20Mn-8Al-xC双相轻质钢的热力学计算分析
3.2.2 碳元素对Fe-20Mn-8Al-xC双相轻质钢组织的影响
3.2.3 Fe-20Mn-8Al-xC双相轻质钢的相比例和显微硬度分析
3.2.4 碳含量对Fe-20Mn-8Al-xC双相轻质钢室温力学性能的影响
3.2.5 Fe-20Mn-8Al-0.45C双相轻质钢室温变形机理分析
3.2.6 时效对Fe-20Mn-8Al-0.45C轻质钢组织和力学性能的影响
3.3 本章小结
第四章 中锰中铝Fe-xMn-5.5Al-0.25C双相轻质钢组织、室温力学性能及变形机理研究
4.1 引言
4.2 Fe-xMn-5.5Al-0.25C双相轻质钢的组织和性能研究
4.2.1 Fe-xMn-5.5Al-0.25C双相轻质钢的热力学计算分析
4.2.2 锰元素对Fe-xMn-5.5Al-0.25C双相轻质钢组织的影响
4.2.3 Fe-xMn-5.5Al-0.25C双相轻质钢的相比例和显微硬度分析
4.2.4 锰含量对Fe-xMn-5.5Al-0.25C双相轻质钢室温力学性能的影响
4.2.5 Fe-10Mn-5.5Al-0.25C双相轻质钢室温变形机理分析
4.2.6 时效对Fe-10Mn-5.5Al-0.25C轻质钢组织和力学性能的影响
4.3 本章小结
第五章 Fe-Mn-Al-C双相轻质钢高温氧化行为研究
5.1 引言
5.2 碳含量对Fe-Mn-Al-C双相轻质钢高温氧化行为的影响
5.3 晶粒尺寸对Fe-Mn-Al-C双相轻质钢初期高温氧化行为的影响
5.4 热处理温度对Fe-Mn-Al-C双相轻质钢高温氧化行为的影响
5.5 本章小结
第六章 Fe-Mn-Al-C双相轻质钢电化学极化行为和均匀腐蚀行为研究
6.1 引言
6.2 Fe-Mn-Al-C钢在不同环境溶液中的电化学极化行为
6.3 Fe-Mn-Al-C钢在不同环境溶液中的均匀腐蚀行为
6.4 本章小结
第七章 结论与展望
7.1 主要结论
7.2 主要创新点
7.3 展望
参考文献
作者在攻读博士学位期间公开发表的论文及专利
作者在攻读博士学位期间所参加的项目及获得的奖励
致谢
本文编号：4041907
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