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TWIP钢的成分有何特点?
TWIP钢为Fe-Mn系列钢,其主要的合金元素为C、Mn、Al、Si等合金元素。下面分析这些元素在高锰钢中的作用。
C原子所引起的钢材强化被认为是三种作用的综合结果:
①由于C原子群集于位错周围并对其产生钉扎作用,从而使位错难以运动,出现强化效应,即产生非均匀强化;
②位错在C原子均匀分布于点阵的晶体中运动时受到抗阻作用,因而引起强化效应,即产生均匀强化;
③C原子会影响合金中位错结构,从而能间接影响位错运动。
(2)Mn的作用 Mn是高锰钢中的主要元素。它在高锰钢中的最主要作用是扩大奥氏体相区,稳定奥氏体组织。在钢中C含量一定时,钢的组织随Mn含量的增加,逐渐由珠光体组织变为马氏体组织进而为奥氏体组织。但由于锰原子半径与铁原子半径相差不大,此作用并不是很强。钢中的Mn除固溶于奥氏体之外,还存在于(FeMn)3C类型的碳化物中。从以往的经验来看,随着Mn含量的增加,钢的强度和冲击韧性都有所提高。这与Mn可以提高钢的晶间结合力有关。在低温时,Mn对冲击韧性的影响更大,即低温时,冲击韧性随着Mn含量的增加提高很快。关于Mn对钢力学性能的影响,曾有不同的看法。有人认为,当Mn含量在一定范围内变化时,对钢力学性能影响不大。但多数学者认为,Mn既能影响强度也能影响韧性。而且,Mn含量最好不要超过35%,因为过犬的Mn含量,将会导致在较高温度时效时,脆性p-Mn相的形成,会损害力学性能。另外,Mn元素促使奥氏体枝晶生长迅速,在薄壁铸件中,由于温度梯度高,Mn含量高,使金属导热性降低,更容易得到柱状晶组织。此外,Mn含量高使得铸件各部分的温差变大,热裂的可能性增大。高锰低温钢和Fe-Mn二元合金在固溶处理时快速冷却后低温韧性下降,并呈现出晶界脆性断裂。
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