TRIP钢无缝管液压胀形实验结果

本章主要研究了汽车零部件制造领域广泛应用的轴压胀形工艺。本研究中，为探究TRIP钢无缝管在轴压胀形中的变形行为及微观组织演变规律，分别对轴压胀形后的TRIP钢无缝管不同位置进行取样，并对其进行微观组织观察，结合变形过程中的壁厚变化对轴压胀形过程进行分析。破裂是液压胀形中常见的失效形式之一，本研究对不同条件下液压胀形管件的破裂进行了研究，探究其失效机理，从而为预防该失效、提高内高压成形极限提供理论参考。

由于在TRIP钢微观组织中残余奥氏体主要分布于相界处和铁素体内部，从上面规律可以发现这与裂纹走势正好相似，这也决定了在裂纹扩展过程中不可避免遇到残余奥氏体，当裂纹扩展路径与残余奥氏体相遇时，应力集中诱发残余奥氏体发生相变转变为强度较高的马氏体，从而松弛该处的应力应力集中，释放能量，引起裂纹处钝化，重新聚集的增大的应力使裂纹扭折转向继续沿马氏体晶界发展。裂纹扩展过程中碰到了马奥岛，而作为硬质相的马奥岛阻碍了裂纹的扩展，使其裂纹扩展路径改向，沿铁素体边界发展，TRIP钢中残余奥氏体的存在，通过其相变吸收能量，释放裂纹前端的应力，并且在裂纹萌生阶段阻碍大裂纹的形成，极大地延缓裂纹扩展进程。

综上所述，TRIP钢管与其它普通碳素钢无缝管相比，由于含有残余奥氏体，使其在受到外力作用发生形变时，会诱导残余奥氏体相变生成马氏体，吸收一部分能量，并且相变生成的马氏体作为硬质相，可以进一步抑制裂纹的扩展。TRIP钢无缝管在液压胀形过程中表现出优异的综合性能，可以提高液压自由胀形的成形极限。

本章首先选取了实验用TRIP钢无缝管，对其进行了轴压胀形实验，通过金相观察实验和TEM实验对实验前后钢管微观组织演变进行了分析，最后对液压胀形工艺中胀裂失效机理进行了研究，主要得到如下结论：

（1）通过两阶段热处理工艺可以获得TRIP钢，与其它钢种相比，TRIP钢具有强化系数大、强塑积高等特点，适合内高压加工工艺。

（2）对TRIP钢无缝管进行了轴压胀形实验，并使用多种金相观察方法对成形钢管不同取样位置微观组织组成及形貌进行了观察，实验发现随着取样位置向胀形中心靠近，铁素体发生塑性变形，位错密度增加，残余奥氏体逐渐发生马氏体相变，而这些都起到增强钢管强度和塑性的作用，说明利用内高压成形工艺加工TRIP钢无缝管具有很大优势。

（3）通过对胀裂钢管裂纹尖端进行金相观察及SEM实验，发现胀裂是典型的微孔聚集型断裂失效，首先在夹杂物中产生微孔洞，应力集中诱使微孔洞发展。而裂纹扩展形式为穿晶断裂，可以穿过铁素体晶粒，在遇到硬质相时改变扩展路径，遇到铁素体内部较稳定残余奥氏体时因应力集中会诱导马氏体相变，使裂纹尖端变钝，这些都阻碍了裂纹扩展，也说明TRIP钢中多相组织提高了内高压成形中管材抵抗胀裂的能力，提高了内高压成形极限。