690MPa級(jí)熱軋Nb--Ti貝氏體車輪鋼組織性能控制.pdf

1、隨著節(jié)能減排、汽車輕量化研究的不斷深入，高強(qiáng)鋼在汽車工業(yè)中的應(yīng)用越來(lái)越廣。一直以來(lái)，國(guó)內(nèi)外高強(qiáng)鋼的生產(chǎn)多采用的方案是添加Mo、Cr、Ni、Cu、V等貴重合金元素，導(dǎo)致鋼材成本增加，本文采用Nb-Ti微合金化結(jié)合TMCP技術(shù)開發(fā)690MPa級(jí)高強(qiáng)度熱軋低碳貝氏體車輪鋼，符合高性能低成本、節(jié)能降耗的發(fā)展主題。通過對(duì)不同TMCP工藝下的實(shí)驗(yàn)鋼相變規(guī)律、第二相粒子析出行為和強(qiáng)韌化機(jī)制的研究，優(yōu)化加工工藝，為工業(yè)化大生產(chǎn)提供必要的理論基礎(chǔ)和工藝參

2、考。論文的主要工作如下:
　　(1)通過對(duì)實(shí)驗(yàn)鋼靜態(tài)CCT曲線的測(cè)定，研究不同冷卻速率對(duì)顯微組織的影響。結(jié)果表明，冷卻速率在0.1～0.5℃/s范圍內(nèi)有鐵素體、珠光體和粒狀貝氏體組織生成，當(dāng)冷卻速率為3～5℃/s時(shí)，為粒狀貝氏體組織，冷卻速率增大到10℃/s時(shí)，出現(xiàn)少量馬氏體組織，隨著冷速的提高馬氏體體積分?jǐn)?shù)增大。
　　(2)通過工藝模擬實(shí)驗(yàn)研究變形后冷卻速率、卷取溫度、保溫時(shí)間對(duì)顯微組織的影響。結(jié)果表明，變形促進(jìn)了先共析鐵

3、素體的形成，冷卻速率為15～25℃/s且卷取溫度為450～540℃時(shí)，可獲得粒狀貝氏體單相組織。隨著冷卻速率的提高、卷取溫度的降低，晶粒顯著細(xì)化，M/A島由粗大的塊狀轉(zhuǎn)變?yōu)閺浬⒓?xì)小的粒狀。實(shí)驗(yàn)鋼珠光體轉(zhuǎn)變?cè)杏诤荛L(zhǎng)，而貝氏體轉(zhuǎn)變?cè)杏谳^短且相變速率較快。
　　(3)實(shí)驗(yàn)室熱軋實(shí)驗(yàn)顯微組織分析表明，當(dāng)終軋溫度為780℃時(shí)，有先共析鐵素體生成，隨著冷卻速率的增大、卷取溫度的降低，粒狀貝氏體體積分?jǐn)?shù)增加。
　　(4)掃描、透射、電

4、子探針、納米壓痕儀等精細(xì)組織分析表明，隨著冷卻速率的提高、卷取溫度的降低，M/A島從粗大的條狀、三角狀變?yōu)榧?xì)小的粒狀，碳化物的碳富集程度降低、與基體的硬度差減小，且抑制了沿晶界連續(xù)滲碳體的析出，貝氏體板條變細(xì)，位錯(cuò)密度增大，但過高的冷卻速率、過低的卷取溫度抑制鈮、鈦碳氮化物的析出，使析出強(qiáng)化效果減弱。
　　(5)通過對(duì)綜合力學(xué)性能分析表明，實(shí)驗(yàn)鋼拉伸、冷彎、擴(kuò)孔、沖擊性能合格。組織強(qiáng)化、細(xì)晶強(qiáng)化、析出強(qiáng)化、位錯(cuò)強(qiáng)化、固溶強(qiáng)化為主要

5、強(qiáng)化方式。
　　(6)根據(jù)TMCP參數(shù)對(duì)組織性能的影響規(guī)律，制定出兩套工藝路線:均采用兩階段控軋，加熱溫度1200℃，粗軋開軋溫度為1100～1150℃。
　　(a)高強(qiáng)度路線:精軋開軋溫度為920～950℃，終軋溫度為800～830℃，軋后冷卻速率為30～35℃/s，卷取溫度為450～500℃，從而獲得貝氏體單相組織，用于制造輪輞用鋼。
　　(b)高擴(kuò)孔性能路線:精軋開軋溫度為900～930℃，終軋溫度為760～80