低碳硅錳系冷軋連續(xù)退火DP鋼組織性能研究.pdf

1、為適應(yīng)減量化和新一代汽車用高強(qiáng)鋼的發(fā)展要求，加速國產(chǎn)冷軋DP鋼的開發(fā)和應(yīng)用，本文利用熱模擬實(shí)驗(yàn)機(jī)，電阻爐和鹽浴爐模擬連續(xù)退火工藝，并結(jié)合金相分析，SEM及TEM方法，研究了連續(xù)退火工藝中初始組織，臨界區(qū)加熱溫度和保溫時間，緩冷溫度，過時效溫度和保溫時間對低碳硅錳系冷軋DP鋼組織和性能的影響。并介紹了工業(yè)冷軋DP590的試制情況，提出了增加試制帶鋼抗拉強(qiáng)度的措施。論文主要工作及研究成果如下：
　　 (1)闡明了初始晶粒尺寸和初始基

2、體組織對實(shí)驗(yàn)鋼組織性能的影響機(jī)理，發(fā)現(xiàn)初始細(xì)晶組織祠退火馬氏體基體有利于實(shí)驗(yàn)鋼獲得更優(yōu)的性能。通過高溫電阻爐和低溫鹽浴爐分別模擬γ+α兩相區(qū)加熱溫度和過時效溫度，研究了不同初始晶粒尺寸和不同初始基體組織對實(shí)驗(yàn)鋼組織和性能的影響。發(fā)現(xiàn)初始晶粒越細(xì)，兩相區(qū)保溫相同時間下馬氏體體積分?jǐn)?shù)越多。細(xì)晶組織中合金元素擴(kuò)散距離短，有利于奧氏體成分均勻化，達(dá)到組織性能穩(wěn)定的時間提前。經(jīng)連續(xù)退火工藝處理，貝氏體基體和退火馬氏體基體得到細(xì)小的呈纖維狀分布的第

3、二相，而鐵素體+珠光體基體得到呈網(wǎng)狀分布的尺寸粗大的第二相。在250℃過時效，前者塑性好于后者，這可歸因于纖維狀的形貌使基體與第二相在變形過程中界面結(jié)合力更強(qiáng)，推遲了孔洞的過早形成。而在350℃和450℃過時效，前者塑性小于后者，這可歸因于脆相碳化物在貝氏體和退火馬氏體中分布更彌散，與基體較弱的結(jié)合力導(dǎo)致變形時孔洞形成的幾率更大。
　　 (2)闡明了臨界區(qū)加熱溫度和保溫時間對實(shí)驗(yàn)鋼組織性能的影響機(jī)理，并運(yùn)用了“減徑法”作為輔助的

4、分析手段。利用MMS-200、光亮連續(xù)退火模擬機(jī)和電阻爐研究了不同γ+α兩相區(qū)加熱溫度和保溫時間對組織和性能的影響，在MMS-200熱模擬實(shí)驗(yàn)中，還首次運(yùn)用了“減徑法”測量試樣的抗拉強(qiáng)度。結(jié)果表明隨臨界區(qū)加熱溫度升高，奧氏體體積分?jǐn)?shù)增多，但奧氏體平均碳含量下降，導(dǎo)致淬透性降低，在噴氣冷卻過程中易轉(zhuǎn)變?yōu)樨愂象w組織。在加熱至γ+α兩相區(qū)溫度后，隨保溫時間延長，奧氏體增長緩慢，由于碳和錳在組織中的不斷擴(kuò)散，延長保溫時間將使奧氏體成分均勻化，組

5、織性能逐漸趨于恒值。
　　 (3)闡明了緩冷溫度對實(shí)驗(yàn)鋼組織性能的影響機(jī)理，提出了實(shí)驗(yàn)鋼獲得最優(yōu)綜合力學(xué)性能的緩冷溫度值。
　　 通過實(shí)驗(yàn)鋼在電阻爐內(nèi)隨爐冷卻模擬連續(xù)退火工藝的緩冷階段，研究了不同緩冷溫度對實(shí)驗(yàn)鋼組織性能的影響。發(fā)現(xiàn)在緩冷過程中，奧氏體會部分發(fā)生取向附生鐵素體轉(zhuǎn)變。隨緩冷溫度降低，組織中馬氏體數(shù)量減少，鐵素體和珠光體數(shù)量增多，實(shí)驗(yàn)鋼強(qiáng)度下降，伸長率提高。含0.08C鋼在720℃，含0.17C鋼在700℃綜

6、合力學(xué)性能最優(yōu)。
　　 (4)闡明了過時效溫度和保溫時間對實(shí)驗(yàn)鋼組織性能的影響機(jī)理，用C-J法間接有效地分析了馬氏體隨過時效時間延長的變化特性。利用光亮連續(xù)退火模擬機(jī)和電阻爐、鹽浴爐模擬連續(xù)退火工藝過時效階段，研究了不同過時效溫度和保溫時間對實(shí)驗(yàn)鋼組織性能的影響。在對200℃過時效保溫時間的分析中，利用了C-J分析方法。結(jié)果表明隨過時效溫度降低，兩相區(qū)形成的奧氏體由粒狀貝氏體相變向上貝氏體相變過渡或由上貝氏體相變向馬氏體相變過渡

7、。隨過時效溫度降低，抗拉強(qiáng)度升高，伸長率降低，屈服點(diǎn)伸長減小。在450℃過時效，過時效時間延長，間隙原子擴(kuò)散至位錯線附近易形成柯氏氣團(tuán)，釘扎位錯，使鋼的屈服強(qiáng)度升高。200℃過時效，隨過時效時間延長，鋼的強(qiáng)度和初始加工硬化速率均下降，而伸長率提高，這歸因于保溫時馬氏體分解析出碳化物及馬氏體內(nèi)位錯的回復(fù)，使馬氏體的強(qiáng)度下降，導(dǎo)致鋼的強(qiáng)度下降，同時位錯的回復(fù)和馬氏體的軟化有利于鋼塑性的提高。
　　 (5)介紹了工業(yè)冷軋DP590的試