鐵素體區(qū)軋制含磷高強(qiáng)IF鋼組織與深沖性能的研究.pdf

1、高強(qiáng)度無(wú)間隙原子鋼(簡(jiǎn)稱HIF)由于其具有優(yōu)異的深沖性能和較高的強(qiáng)度，它在轎車覆蓋件上的使用，可以顯著降低汽車重量，降低生產(chǎn)成本，節(jié)能環(huán)保，近二十年來(lái)，受到汽車工業(yè)的青睞。高強(qiáng)IF鋼在普通IF鋼成分的基礎(chǔ)上添加了P、Si和Mn等固溶強(qiáng)化元素。有成熟的研究表明，P的固溶強(qiáng)化作用最強(qiáng)，對(duì)深沖性能的損害最小。P元素以置換固溶的形式固溶在Fe基體中，由于P原子半徑比Fe原子要大，P原子置換固溶時(shí)會(huì)引起基體晶格畸變，其應(yīng)力場(chǎng)與位錯(cuò)應(yīng)力場(chǎng)發(fā)生交互作

2、用，阻礙鋼板變形時(shí)的位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)，從而提高強(qiáng)度。
　　 有研究發(fā)現(xiàn)，在鐵素體區(qū)軋制IF鋼可以獲得較強(qiáng)的可以與冷軋態(tài)相媲美的{111}//RD織構(gòu)類型。鐵素體區(qū)軋制工藝簡(jiǎn)化了傳統(tǒng)的冷軋深沖鋼板的工藝流程，降低了生產(chǎn)成本，從而使熱軋板具有深沖性能。因此，鐵素體區(qū)軋制生產(chǎn)高強(qiáng)IF鋼具有明顯的技術(shù)先進(jìn)性和顯著的經(jīng)濟(jì)效益，開(kāi)展鐵素體區(qū)軋制高強(qiáng)IF鋼的開(kāi)發(fā)研制工作具有重要的理論意義和實(shí)用價(jià)值。
　　 本文所用實(shí)驗(yàn)鋼由寶鋼CONSARC5

3、00公斤真空感應(yīng)爐冶煉，并在鋼鐵研究總院進(jìn)行鐵素體區(qū)軋制實(shí)驗(yàn)。利用光學(xué)顯微鏡(OM)、掃描電鏡(SEM)、透射電鏡(TEM)、電子背散射衍射(EBSD)、硬度測(cè)定以及單向拉伸實(shí)驗(yàn)等測(cè)試方法，系統(tǒng)深入了研究了冶金因素以及鐵素體區(qū)軋制工藝參數(shù)對(duì)含P高強(qiáng)IF鋼微觀組織和力學(xué)性能的影響。
　　 研究了P元素對(duì)鐵素體區(qū)軋制含P高強(qiáng)IF鋼組織性能的影響。結(jié)果表明：P元素的加入使鋼板深沖性能略有下降，并顯著提高了鋼板的強(qiáng)度。P元素在鋼中以兩種

4、形式存在：置換固溶的P原子和形成FeTiP化合物。置換固溶的P原子使Fe基體晶格發(fā)生畸變，并阻礙位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)，這是鋼板強(qiáng)度提高的主要因素。退火時(shí)FeTiP粒子對(duì)有利織構(gòu)的發(fā)展起到抑制作用，同時(shí)，F(xiàn)eTiP的形成會(huì)消耗鋼中用于消除C、N間隙原子的Ti原子，使得鋼中的二相粒子除TiN、TiC、TiS和Ti4C2S2外，還有少量的Fe4N、Fe3C、AlN，鋼中C、N間隙原子的存在是高強(qiáng)IF鋼深沖性能降低的另一個(gè)原因。
　　 鐵素體區(qū)軋制

5、時(shí)設(shè)計(jì)了不同的開(kāi)軋溫度(ST)、終軋溫度(FT)和軋制壓下率(RED)，通過(guò)對(duì)不同軋制參數(shù)的含P高強(qiáng)IF鋼組織、織構(gòu)和力學(xué)性能的對(duì)比研究發(fā)現(xiàn)，鐵素體區(qū)軋制溫度和壓下率對(duì)含P高強(qiáng)IF鋼的屈服強(qiáng)度(YS)、抗拉強(qiáng)度(TS)、總伸長(zhǎng)率(El)和n值的影響較小。開(kāi)軋溫度為840℃時(shí)，鋼板深沖性能較差，r<1，開(kāi)軋溫度為700℃和750℃時(shí)，鋼板深沖性能較好，r>1；終軋溫度和軋制壓下率對(duì)r值影響較大，隨終軋溫度逐漸上升，r值呈上升趨勢(shì)；隨軋制壓

6、下率逐漸增大，r值呈下降趨勢(shì)；同時(shí)，交叉比較發(fā)現(xiàn)，當(dāng)終軋溫度較低時(shí)，如540℃，可在較小的軋制壓下率下獲得較高的r值，較好的深沖性能；當(dāng)終軋溫度較高時(shí)，如660℃，則可在較大的軋制壓下率下獲得較高的r值，較好的深沖性能。
　　 通過(guò)對(duì)比潤(rùn)滑軋制和不潤(rùn)滑軋制的含P高強(qiáng)IF鋼的組織、織構(gòu)和力學(xué)性能發(fā)現(xiàn)，良好的潤(rùn)滑條件是使鋼板軋后獲得較好的深沖性能的必要條件。未潤(rùn)滑軋制使含P高強(qiáng)IF鋼沿板厚方向產(chǎn)生嚴(yán)重的不均勻變形，鋼板與軋輥的摩擦使

7、鋼板表層發(fā)生剪切變形產(chǎn)生大量取向?yàn)?110>//ND的等軸細(xì)晶粒，這些細(xì)小的等軸晶在退火后發(fā)生晶粒長(zhǎng)大，最終形成漫散織構(gòu)狀態(tài)，而中心層退火后形成少量{111}再結(jié)晶晶粒，表層和中心層晶粒取向差接近隨機(jī)分布。這種板厚方向上織構(gòu)的不均勻分布是r值大幅降低的本質(zhì)原因。潤(rùn)滑軋制使鋼板沿厚方向變形均勻，均為壓縮變形。表層和中心層均形成長(zhǎng)纖維狀的{001)、{112}和{111}變形晶粒，退火后形成大量{111}再結(jié)晶晶粒，具有優(yōu)異的深沖性能。因此