采用先進高強度鋼是實現(xiàn)汽車輕量化的重要途徑。通過熱處理工藝的創(chuàng)新和發(fā)展,傳統(tǒng)的低強度鐵素體-珠光體鋼發(fā)展為雙相鋼、相變誘發(fā)塑性鋼、孿生誘發(fā)塑性鋼、淬火-分配鋼和淬火-分配-回火鋼等先進高強度鋼,相關研究近十年來得到了迅猛發(fā)展。本書由緒論和九章研究內容組成。緒論概述上述各種先進高強度鋼的發(fā)展歷史和主要研究的理論成果;其余九章的內容包括:高強度鋼設計的理論基礎,高強度鋼組織表征的原理和技術、雙相鋼、相變誘發(fā)塑性鋼、孿生誘發(fā)塑性鋼、淬火-分配鋼、淬火-分配-回火鋼,淬火工藝中溫度場-組織場-應力場的有限元模擬和等同于MQ-P-T工藝原理的ATQ工藝及其工程應用。本書可供先進高強度鋼研究的入門者和需要理論提高的研究者參考。
章 高強度鋼設計的理論基礎
1.1 鋼中的合金元素
1.1.1 合金化的熱力學原理
1.1.2 合金元素對相變的影響規(guī)律
1.1.3 合金元素對性能的影響規(guī)律
1.2 鋼中的相變
1.2.1 相變與微觀組織演化的基本原理
1.2.2 珠光體相變與鋼鐵材料的強韌化
1.2.3 貝氏體相變與鋼鐵材料的強韌化
1.2.4 馬氏體相變與鋼鐵材料的強韌化
1.3 熱機械控制工藝技術及其發(fā)展
1.3.1 熱機械控制工藝技術
1.3.2 熱機械控制工藝+弛豫-析出-控制相變技術
1.4 合金設計軟件
1.4.1 JMatPro性能模擬軟件
1.4.2 Thermo-Calc熱力學和相圖計算軟件
1.4.3 MIC RESS微觀組織演化軟件
1.5 鋼合金設計示例
參考文獻
第二章 高強度鋼組織表征的原理和技術
2.1 XRD表征
2.1.1 殘余奧氏體量的確定
2.1.2 層錯概率的確定
2.1.3 位錯密度的確定
2.2 TEM表征
2.2.1 明場、中心暗場及弱束暗場
2.2.2 高分辨成像
2.2.3 取向衍射花樣
2.2.4 孿晶衍射花樣
2.2.5 電子衍射花樣法測定層錯概率
2.3 DSC表征
2.4 電阻法表征
參考文獻
第三章 雙相鋼
3.1 奧氏體化
3.1.1 奧氏體化概述
3.1.2 奧氏體的形核
3.1.3 奧氏體的長大
3.1.4 碳化物溶解與成分均勻
3.1.5 奧氏體化動力學
3.1.6 奧氏體晶粒長大及合金成分影響
3.2 雙相鋼
3.2.1 雙相鋼的機械性能與微觀組織
3.2.2 雙相鋼的高速應變性能
3.2.3 雙相鋼的成形性
3.2.4 雙相鋼的氫脆
3.2.5 改善雙相鋼電阻點焊性能的新工藝
參考文獻
第四章 相變誘發(fā)塑性鋼
4.1 TRIP鋼的合金設計和工藝
4.1.1 TRIP鋼的合金體系設計
4.1.2 TRIP鋼的熱處理工藝
4.2 TRIP鋼的微觀組織與性能
4.2.1 TRIP鋼的微觀組織
4.2.2 TRIP鋼的力學性能
4.2.3 影響TRIP鋼性能的因素
4.3 TRIP鋼中殘余奧氏體的穩(wěn)定性及其影響因素
4.3.1 殘余奧氏體的穩(wěn)定性
4.3.2 影響奧氏體穩(wěn)定性的因素
4.4 TRIP效應及其對塑性的貢獻
4.5 超高強度TRIP鋼的設計
4.5.1 平衡狀態(tài)下的相圖計算
4.5.2 利用DICTRA軟件模擬鋼中各合金元素的分布
4.5.3 超高強度TRIP鋼設計實例
4.6 輕質δ-TRIP鋼
4.6.1 δ-TRIP鋼的組織結構特點
4.6.2 δ-TRIP鋼的成分特點和可焊性
4.6.3 δ-TRIP鋼的力學行為及影響因素
參考文獻
第五章 孿生誘發(fā)塑性鋼
5.1 層錯能的理論計算與測定
5.1.1 Fe-Mn-C體系的層錯能計算
5.1.2 添加的合金元素對Fe-Mn-C層錯能的影響
5.1.3 層錯能的X射線衍射測定
5.1.4 層錯能的TEM測定
5.2 Fe-Mn-C和Fe-Mn-Al-Si系的力學性能
5.2.1 Fe-Mn-C系的力學性能
5.2.2 Fe-Mn-Al-Si系的力學性能
5.3 氮和鈮合金化的TWIP鋼
5.3.1 含氮的TWIP鋼
5.3.2 含鈮的TWIP鋼
5.3.3 奧氏體晶粒尺寸對應變誘發(fā)孿生的影響
5.4 TWIP鋼的高塑性機制
5.5 TWIP鋼在不同應變速率下的熱形變行為及其理論預測
5.6 冷軋和預應變退火中微觀組織和織構的演化
5.6.1 冷軋中微觀組織和織構的演化
5.6.2 預應變退火中微觀組織的演化
5.7 不同應變速率下的拉伸行為
5.8 TWIP鋼的動態(tài)應變時效
5.9 TWIP鋼的成形性和孔脹性
5.9.1 TWIP鋼的成形性
5.9.2 TWIP毒岡的孔脹性
參考文獻
第六章 淬火-分配鋼
6.1 Q&P熱處理工藝
6.2 Q&P處理的組織設計與表征
6.3 Q&P鋼成分設計
6.4 Q&P組織和相變過程
6.4.1 全奧氏體化和部分奧氏體化
6.4.2 淬火
6.4.3 碳約束準平衡模型
6.4.4 貝氏體相變
6.4.5 界面遷移
6.4.6 碳偏析
6.4.7 回火過程碳化物析出
6.5 力學性能和強韌化機理
6.5.1 Q&P鋼的強塑化機理
6.5.2 Q&P鋼的強韌化機理
6.5.3 馬氏體形貌對Q&P鋼力學性能的影響
6.6 Q&P工藝的應用及Q&P鋼使用性能的初探
6.6.1 Q&P工藝的生產匹配
6.6.2 Q&P工藝在熱成形鋼生產中的應用
6.6.3 Q-T&P工藝
6.6.4 Q&P鋼的氫脆
6.6.5 Q&P鋼的腐蝕行為
6.6.6 Q&P鋼的動態(tài)力學性能
參考文獻
第七章 淬火-分配-回火鋼
7.1 Q-P-T鋼的合金成分和工藝設計原理
7.2 Q-P-T鋼與Q&P鋼/Q&T鋼力學性能的比較
7.3 中低碳Q-P-T鋼的拉伸性能及其微觀組織分析
7.4 基于反TRIP效應設計的高碳Q-P-T馬氏體鋼
7.5 低碳Q-P-T鋼使用溫度范圍的評價
7.6 Q-P-T鋼的動態(tài)拉伸力學行為
7.6.1 實驗方法
7.6.2 低碳Q-P-T鋼和Q&T鋼的動態(tài)拉伸性能
7.6.3 不同拉伸速率下低碳Q-P-T鋼和Q&T鋼的組織演變
7.6.4 Q-P-T鋼動態(tài)拉伸條件下的強塑性機制