20双相钢的组织与性能

本文研究20钢以不同的前处理状态,在亚温区淬火后,获得铁素体——马氏体双相钢的组织与性能的关系,结果表明:双相钢的组织形态及马氏体相所占的体积百分比对力学性能有着决定性的作用。随马氏体体积百分比增加,σ_b、σ_(0.2)、屈强比等值增加,塑性指标6％降低。此外,前处理状态不同,双相钢的组织形态也不同,前处理为淬火态的双相组织中,马氏体呈细散小岛状,形成类似纤维状的组织,屈强比最小,延伸率最大,最适于做成型性材料。     

低碳Si-Nb双相钢组织与性能的研究

研究了不同热处理状态下低碳硅-铌双相钢的显微组织形态及其对力学性能的影响.结果表明:米用双重淬火和临界区淬火,可在830～960℃获得铁素体+纤维状或岛状马氏体双相组织;马氏体中的亚结构为位错型和孪晶型共存.纤维状双相组织由于两相界面较宽,具有更为理想的强塑性配合,可直接冷拔成钢丝.临界区淬火的双相钢冷拔成钢丝后,经300℃充分回火,在保持一定强度的同时,塑性得以进一步改善.     

卷取温度对冷轧双相钢组织性能的影响

通过模拟试验研究了热轧卷取温度对气冷退火冷轧双相钢的组织性能的影响,并采用ThermoCalc相图计算进行理论分析。结果表明:热轧高温卷取一方面可使冷轧退火后得到相对粗大的晶粒,有利于降低双相钢的屈服强度;高温卷取产生的晶界锰偏聚可以增加双相钢退火冷却时奥氏体的淬透性,在退火冷却时得到更多马氏体,从而提高双相钢的抗拉强度。因此,热轧高温卷取的冷轧气冷退火双相钢具有更低的屈强比和更好的塑性,从而获得更好的成形性能。     

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 通过模拟试验研究了热轧卷取温度对气冷退火冷轧双相钢的组织性能的影响,并采用ThermoCalc相图计算进行理论分析。结果表明：热轧高温卷取一方面可使冷轧退火后得到相对粗大的晶粒,有利于降低双相钢的屈服强度;高温卷取产生的晶界锰偏聚可以增加双相钢退火冷却时奥氏体的淬透性,在退火冷却时得到更多马氏体,从而提高双相钢的抗拉强度。因此,热轧高温卷取的冷轧气冷退火双相钢具有更低的屈强比和更好的塑性,从而获得更好的成形性能。     

DP780双相钢电阻点焊接头组织及性能研究

对DP780双相钢在合理的工艺参数范围内进行电阻点焊,对点焊接头显微组织、力学性能以及断口形貌等进行了研究。结果表明,点焊接头由5个区域组成:母材区、回火区、不完全淬火区、完全淬火区和熔核区。母材区由铁素体基体和网状的马氏体组成;回火区由铁素体和回火马氏体组成;不完全淬火区由铁素体和块状的马氏体组成;完全淬火区的细晶区由较细小的等轴马氏体组成,而粗晶区由粗大的板条马氏体组成;熔核区的显微组织主要由粗大的板条状马氏体组成,呈柱状晶形态。拉剪试验表明,点焊接头的失效形式主要为熔核剥离。由硬度分布规律可知,在点焊接头热影响区出现了软化现象,主要原因是该区域出现了回火马氏体组织。     

C含量对Fe-Mn-Al-C低密度钢组织和性能的影响

采用EBSD、TEM、XRD和万能试验机等对比研究了4种Fe-30Mn-10Al-x C (x=0.53、0.72、1.21、1.68,质量分数,%)低密度钢固溶处理后的微观组织与力学性能。结果表明,随着C含量的增加,奥氏体的体积分数逐渐增多,显微结构由铁素体/奥氏体双相组织逐渐演变为单相奥氏体组织,钢的强度不断增加,而延伸率则先增加后减小。统计分析表明,奥氏体的应变协调能力高于铁素体,双相钢随着奥氏体含量的增加,延展性明显增加,强度略微增加;而对于单相奥氏体钢,随着C含量的增加,屈服强度明显增加,延展性变差,加工硬化能力显著降低,这是由于钢中κ′碳化物的析出造成的。     

Nb和Cr对冷轧低碳低硅双相钢组织性能的影响

研究了在不同双相处理工艺条件下加Nb(0.033%)和加Cr(0.44%)两种低碳低硅冷轧双相钢的组织演变规律和性能特点。分析了合金元素Cr和Nb对双相组织中马氏体体积分数、马氏体形态和铁素体晶粒尺寸的影响。结果表明,Nb的作用主要是通过NbC粒子的析出阻碍再结晶晶粒的长大,从而在同样较低温度热处理工艺条件下,加Nb双相钢中的铁素体晶粒较细。随着处理温度的升高,当相变先于再结晶发生时,NbC对细化晶粒的作用不明显,因而加Nb和加Cr钢具有相近的铁素体晶粒尺寸。Cr提高奥氏体形成温度,导致双相处理时奥氏体的体积分数以及淬火后马氏体的体积分数的减少。力学性能分析表明,在同样的双相处理条件下,加Nb钢具有较高的强度和较低的屈强比;而加Cr钢则表现出较好的塑性。     

技术讲座

<正>何谓双相钢,热轧双相钢组织控制特点是什么?双相钢是指低碳钢或低碳合金钢经过临界区热处理或控制轧制工艺而得到的主要由铁素体（F）+少量（体积分数<20%）马氏体（M）组成的高强度钢,也称马氏体双相钢,其组织特征是在延伸性好的铁素体基体上分布一定比例的强硬马氏体。双相钢具有良好的强塑性匹配和冷变形性能及综合机械性能。     

CSP工艺生产C-Mn-Cr、C-Mn-Si双相钢组织性能对比

采用C-Mn-Cr系和C-Mn-Si系合金成分在武钢CSP生产线上进行了DP580双相钢的生产试制,并对两种双相钢的力学性能和微观组织进行了分析和比较。结果表明,两种双相钢的铁素体晶粒尺寸相近;C-Mn-Cr系双相钢的马氏体岛较为粗大,马氏体分数较高,约为20%～30%;与C-Mn-Cr系双相钢相比,C-Mn-Si系双相钢的岛状马氏体更加细小,分布更加均匀,马氏体分数在15%～20%之间。两种双相钢的屈服强度相近,抗拉强度均在580MPa以上。C-Mn-Si系合金成分更适合于试制DP580级低成本双相钢。     

双相区保温温度对9Ni钢组织性能的影响及增韧机理

研究了双相区保温温度对9Ni钢组织和力学性能演变的影响规律,分析了双相区热处理的增韧机理。结果表明:在双相区670℃左右保温淬火回火后,成品板的屈服强度可达到600 MPa以上,-196℃横向冲击功高达249 J且塑性最佳。显微组织分析结果发现,670℃条件下部分区域内的马氏体板条间形成了γ相,有利于淬火后提高材料平均晶界取向差并增加逆转奥氏体(γ’)的形核点。讨论了9Ni钢双相区热处理的增韧机理:材料平均取向差增加,晶粒得到有效细化,使得基体钝化裂纹和增加裂纹扩展路径作用强化;γ’量(体积分数)增加、碳过饱和度降低使得材料塑性增加,这有利于扩大裂纹前端塑性形变区以实现增韧。碳过饱和度降低时仍能保持高强度的原因在于双相区保温过程中细化了组织,通过细晶强化予以补偿。     

双相钢的成形与断裂极限性能分析

为分析双相钢的变形与断裂行为、评估其成形性能,以典型双相钢DP780和DP600为研究对象,采用实验与计算方法得到了两种双相钢材料的成形极限曲线和断裂极限曲线,通过观测不同应变路径状态下试样的断裂形态,分析材料成形极限与断裂极限曲线,并与传统低合金高强钢比较,研究了双相钢材料不同应变路径下的变形特性。结果表明:随着应变路径状态由单向拉伸向双向拉伸变化,双相钢的断裂主应变逐渐降低,且在断裂前会有明显的颈缩阶段,而当应变路径为双向等拉状态时,材料在断裂前无颈缩特征出现,表现为脆性断裂,这与传统低合金高强钢不同,双相钢的这一特性应主要由双相钢的铁素体和马氏体软硬两相组织决定。     

航空7075合金搅拌摩擦加工的组织特征研究

将新型搅拌摩擦加工技术应用于航空7075合金,通过研究固溶态和时效态7075合金在搅拌摩擦加工后的显微形貌演变,探讨了加工过程中的组织转变规律和形变机制。结果表明,固溶态7075合金RD面晶粒呈现长条状,TD面中可见明显的纤维状组织,而ND面的晶粒较为粗大,且晶粒尺寸较不均匀;时效态7075合金在RD面和TD面的晶粒都呈现出纤维状分布特征,而在ND面可见尺寸不等的晶粒;固溶态和时效态7075合金前进侧热机影响区上部组织中都可见向上流动迹象,中部纤维状晶粒与再结晶组织之间的界限几乎呈直角,下部组织由于受到焊核区挤压作用而发生向上扭转。与前进侧相似的是后退侧中下部也有晶粒扭转向上渐变的形态,但是没有明显拐点,变形相对更加缓和。     

退火温度对镀锌780MPa级双相钢组织性能的影响

研究了不同退火温度对780 MPa级冷轧双相钢组织性能的影响。试验表明:试验钢热轧态组织为铁素体、贝氏体和少量的珠光体,经过冷轧后形成纤维状组织,退火后组织为铁素体和岛状马氏体。对不同退火温度和速度下带钢组织性能进行了分析,带钢在820℃退火、保温100s后,可以获得双相组织且抗拉强度大于780 MPa。     

微孔对双相钢抗拉性能的影响

含 0 .32 %C、0 .88%Mn、0 .99%Si、0 .9%Ni、0 .9%Cr的钢在 775～ 870℃间不同临界温度下退火并油冷 ,形成双相钢显微结构。对试样进行抗拉试验 ,得到一系列抗拉和延伸性能的数据。抗拉强度随着退火温度的升高而增高 ,马氏体比率随着延展性降低而升高。微孔在断裂表面附近形成。微孔的形态随着马氏体的比率而变化 ,从马氏体晶粒的结合力丧失到晶间和穿晶断裂 ,后一种形态为试样的最终失效形式。     

热处理对低碳硅-铌双相钢组织与性能的影响

研究了不同的热处理工艺对低碳硅-铌双相钢的显微组织、力学性能及冷拔性能的影响.结果表明,试验钢采用临界区淬火和双重淬火两种制度,可在830 ℃到960 ℃较宽的温度范围内获得铁素体+马氏体的双相组织, 纤维状双相组织或铁素体边界马氏体双相组织同样具有理想的强韧性配合.经300 ℃充分回火,可消除时效对性能的影响.其钢丝的拉拔率达90%以上,具有良好的成形性及耐磨性能.     

高马氏体含量双相钢组织及变形研究

采用不同的两相区温度保温和盐水淬火处理,在实验室条件下得到不同马氏体含量的含钒双相钢。利用扫描电子显微镜对不同马氏体含量的试样的断口和断口侧面分析,发现在高马氏体含量下,双相钢变形和断裂与马氏体含量和组织形态有关,且其均匀变形阶段的应变硬化指数n值及应变硬化速率也会随着马氏体含量的增加而显著升高。而加入钒,其碳化物弥散分布在铁素体中,增强了双相钢的应变硬化能力,提高了双相钢的力学性能。     

铁素体-贝氏体/马氏体双相钢中界面的定量化晶体学表征

利用两相区轧制以及增加轧制后弛豫时间的方法,获得了具有不同铁素体-贝氏体/马氏体比例的双相显微组织实验用钢样品。通过对2种实验用钢的EBSD表征发现,对铁素体间的界面和铁素体与贝氏体/马氏体之间的界面而言,如果界面具有较大的整体取向差,则通常也具有较大的解理面取向差和滑移面取向差;但是如果贝氏体和马氏体内部变体间的界面具有较大的整体取向差,则通常也具有较大的解理面取向差,但并不一定具有较大的滑移面取向差,这种现象在马氏体组织中更为显著。双相钢的塑韧性不仅受到两相比例影响,还受两相晶粒细化程度的影响,所以要提高其综合力学性能,需要从有效滑移单元和有效解理单元2个方面对双相组织分别进行细化。     

湍流冷水淬+热水淬的连续退火生产线在阿塞勒公司应用

各种制造业对高强度钢的需求越来越大,因此生产高强钢的各种方法得到广泛开发、研究。研究新生产方法的目的是获得最为经济也最为简便的生产手段。虽然双相钢和具有淬火组织的各等级钢在20年前已经开始成功,但由于这些钢的焊接性和表面质量差而影响大量使用,原因是在连退线上生产这些钢需加人大量合金元素,从而影响了焊接性能和表面质量。     

微孔对双相钢抗拉性能的影响

含O．32％C、O．88％Mn、O．99％Si、O．9％Ni、O．9％cr的钢在775～870℃间不同临界温度下退火并油冷，形成双相钢显微结构。对试样进行抗拉试验，得到一系列抗拉和延伸性能的数据。抗拉强度随着退火温度的升高而增高，马氏体比率随着延展性降低而升高。微孔在断裂表面附近形成。微孔的形态随着马氏体的比率而变化，从马氏体晶粒的结合力丧失到晶间和穿晶断裂，后一种形态为试样的最终失效形式。     

成分差异对低成本热轧双相钢组织性能的影响

实验室真空感应炉冶炼C-Mn钢、Nb-Ti钢和含Cr钢,轧后采用三段式冷却工艺试制低成本热轧双相钢,分析了成分差异对热轧双相钢组织性能的影响。结果表明,三种成分均可得到铁素体和马氏体双相组织;三者比较而言,C-Mn钢的铁素体含量较高,塑性好,但强度级别低;由于Nb-Ti钢中微合金元素Nb的固溶拖曳作用抑制相变,铁素体含量低,但细晶强化作用提高了钢板的屈服强度,屈强比增加;含Cr钢显微组织中马氏体含量最高,抗拉强度随之增高,屈强比较Nb-Ti钢降低。