高强度低合金TRIP钢的研究现状及应用前景

分析了TRIP纲的成分、显微组织,特别是残余奥氏体对TRIP纲强度和塑性的影响,指出为获得优良强度和塑性匹配的关键在于TRIP纲中显微组织含量的配比,特别是残余奥氏体的百分含量和稳定性.     

TRIP-相变诱发塑性钢的研究进展

相变诱发塑性钢是一种汽车用钢，通过相变诱发塑性(TRIP)效应使钢板中残余奥氏体在塑性变形作用下诱发马氏体生核和形成，并产生局部硬化，继而变形不再集中在局部，使相变均匀扩散到整个材料以提高钢板的强度和塑性。典型TRIP钢c含量为0．2％，Mn 1％～2％，Si 1％～2％，通过热轧变形热处理或冷轧 热处理，TRIP钢的组织由50％～60％铁素体，25％～40％贝氏体或少量马氏体和5％-15％残余奥氏体组成。TRIP钢的强度和韧性高于双相钢和微合金钢。介绍了TRIP钢的生产工艺和性能，残余奥氏体、合金元素、热处理对TRIP效应的影响和TRIP钢研究趋势。     

低合金TRIP钢强度、成型性和焊接性的优化

特定的化学成分与适宜的工艺参数是TRIP钢（相变感生塑性钢）获得优越强度一塑性比的先决条件。较之于低碳钢，TRIP钢的n值和延伸率更高，因此具有极佳的可成型性，目前正向冲压件及汽车行业发起全面挑战。但TRIP钢的高强度和高加工硬化指数致使其回弹现象也高于低碳钢，因此所需的压制力也更高。此外，有关TRIP钢的急弯半径断裂高发性及冲压边缘成型性恶化问题也有报道。回弹现象只能通过基于新模拟技术（可以更好地预测回弹）的先进的成型工艺而得以最小化，而特殊成型条件下的断裂敏感性则可以通过优化显微组织特性而加以改善。成型性很大程度上受显微组织的影响，但焊接性主要受材料的化学成分和表面条件的控制。TRIP钢的C含量比低碳钢高，因此其焊后的硬化可能性也更高。另外，在对点焊缝进行破坏性检验后发现低碳钢中并不普遍的断裂情况却不时地出现在TRIP钢中。 本文在探讨了TRIP钢的工艺条件后，提出了一些通过优化显微组织来改善成型性以及通过调整低合金TRIP钢的化学成分来改善点焊性的方法，并讨论了在抗拉强度700MPa以上TRIP钢上初步得到的良好结果。     

高强深冲冷轧TRIP钢的研制

TRIP钢(相变诱发塑性)属于多相低碳钢，因其高强度与极佳塑性的完美结合，而适于制造抗冲撞汽车部件．至今已研究二十余年。此外．TRIP钢还是很好的环保材料．具有化学成分简单、节约重量和高循环使用性的特点。本文介绍了TRIP现象的机制、合金设计的理念、加入低碳钢中元素的作用及热处理后显微组织的变化。结论认为：残余奥氏体的体积百分数及其稳定性对高强TRIP钢的成形性具有重要影响。     

1000MPa级高延伸率Q&P钢的实验室研究

以C-Si-Mn系TRIP钢成分为基础,设计了四种不同Si和Mn含量的合金成分,并采用不同两相区奥氏体化温度的淬火—配分(QP)工艺进行处理,得到了兼具高强度和高塑性的QP钢。其中,当奥氏体化温度为820℃时,0.18C-1.8Si-2.2Mn(质量分数,%)钢和0.18C-1.8Si-2.5Mn钢在抗拉强度达到1 000 MPa以上的同时断后延伸率仍不低于20%,显示了极佳的强塑性结合。利用SEM和XRD等对热处理材料的显微组织进行了表征,结果显示,其显微组织为铁素体、板条马氏体和一定量的残余奥氏体,残余奥氏体多呈块状且被铁素体所包围,且奥氏体化温度为820℃时,材料中的残余奥氏体含量和平均碳浓度均较高。更多且稳定的残余奥氏体在变形过程中发生TRIP效应,可以在不显著降低材料强度的情况下更有效地改善材料的塑性,这也是四种试验用钢经820℃的QP工艺处理后显示出更佳强塑性结合的主要原因。     

冷轧退火前显微组织对TRIP钢性能的影响

相变诱发塑性钢(Transformation Induced Plasticity,TRIP钢)兼有高的强度和良好的成形性,在汽车用材中越来越受到人们的关注.采用常规的C-Si-Mn型TRIP钢,研究了冷轧前不同的显微组织对退火后钢板性能的影响.结果表明,冷轧前不同组织经两段等温退火处理后均可获得铁素体 贝氏体 残余奥氏体的组织,但其组织的形态却存在一定差别,这些差别也导致了其力学性能的差别.其中退火前组织为铁素体 贝氏体 残余奥氏体的钢板,其退火后的机械性能最佳,强塑积也最大.     

低碳相变诱发塑性钢的综合性能

对抗拉强度600 MPa级的低碳相变诱发塑性钢(TRIP钢)进行了拉伸、成形、高速冲击拉伸和激光焊接试验.对焊接前后的综合性能进行了对比,并对其金相组织、显微硬度进行了观察和测试分析.与原始板材相比,激光焊接后,低碳TRIP钢的强度和硬度增加,而伸长率略有下降;焊接热影响区的硬化较明显,但均未发现明显的焊接裂纹及其它缺陷,表明其焊接性能良好.发现低碳TRIP钢成形性能、抗凹陷性能、激光焊接性能良好.     

固溶温度对中锰TRIP钢组织与力学性能的影响

以w(Mn)=8%的热轧TRIP钢(即相变诱导塑性钢)为对象,研究了热处理工艺对其显微组织与力学性能的影响规律.该中锰TRIP钢在固溶温度为800℃时,可获得包括铁素体、马氏体、残余奥氏体的多相组织.与一般TRIP钢相比,其力学性能明显提高,在固溶加回火的条件下,实验钢的抗拉强度为800～1 000 MPa,延伸率达到31%～40%,而强塑积达(30～32)GPa%.     

酒钢1号高炉热风炉技改工程完工

TRIP钢即相变诱导塑性钢，宝钢开发成功的TRIP钢，强度级别为600MPa。因这种车板强度高，大致能使车身减薄10％～20％，从而减少了车中和车身成本，亦降低了油耗，为打造减轻环境污染的“环境友好车”创造了良好条件。     

高锰TRIP/TWIP钢变形行为的研究进展

高强度高塑性是汽车用钢发展的主要趋势.Fe-Mn-Al-Si系TRIP/TWIP钢、Fe-Mn-C系TWIP钢和Fe-Mn-Al-C钢具有高的强度、优良的塑性和成形性,为新一代汽车材料.近年来,这些奥氏体汽车用钢的研究与开发受到了高度重视.本文对高锰TRIP/TWIP钢的组织性能、晶体学行为、强韧化机制、应变硬化行为和高速变形方面的研究工作进行了综述.     

冷轧压下率对TRIP钢组织与力学性能的影响

研究了含铝TRIP钢在相同的热处理条件和不同冷轧压下率时的组织和力学性能。结果表明,随着冷轧压下率增加,材料组织细化,屈服强度连续升高;而抗拉强度和伸长率则由于晶粒细化以及TRIP效应,先升高后降低。冷轧压下率74%时材料的综合性能最佳,此时带状组织的危害也有所减轻或消失。     

低碳中锰热轧TRIP钢退火工艺及组织演变

研究了第三代高强度高塑性TRIP钢的退火工艺对性能的影响和组织演变规律.热轧后形成的原始马氏体与临界退火时形成的残余奥氏体使TRIP钢具有良好的强度和塑性.结果表明:实验用钢可获得1000MPa以上的抗拉强度和30%以上的断后延伸率,且强塑积>30 Gpa·%;退火温度和保温时间对钢的力学性能具有显著影响,热轧TRIP钢临界退火温度为630℃,保温时间18 h时,实验用钢能获得最佳的综合力学性能.      

基于动态相变的C Si Mn系热轧相变诱导塑性钢

 利用热模拟压缩变形,扫描电子显微镜(SEM),X射线衍射(XRD)以及金相实验,探讨了用过冷奥氏体动态相变控制低碳硅锰系相变诱导塑性(TRIP)钢组织的工艺过程,并初步研究了不同工艺条件下组织与性能的关系。结果表明：采用过冷奥氏体动态相变工艺控制TRIP钢的组织是可行的,用相应工艺得到的TRIP钢的抗拉强度达到Rm=900 MPa,伸长率A=24%。     

连续退火的无Si TRIP钢的组织和力学性能

在实验室用Gleeble3500热模拟试验机制备了一种无Si TRIP钢.利用拉伸试验机、扫描电镜、透射电镜、X射线衍射以及热膨胀仪对其力学性能、微观组织和相变规律进行研究,在此基础上分析了贝氏体相变温度和时间对力学性能和残余奥氏体的影响.无Si TRIP钢呈现出良好的整体力学性能,抗拉强度分布在740~810 MPa,延伸率均在25%以上,最高可达32%以上;贝氏体等温温度为420℃时能获得最佳的综合力学性能,抗拉强度随贝氏体相变时间增加而下降,延伸率随之上升,而屈服强度没有显著变化.无Si TRIP制的铁素体晶粒大小约为3~4μm,比含Si TRIP钢铁素体晶粒细小;残余奥氏体的体积分数在8%~10%,比含Si TRIP钢低约3%;420℃保温300 s后贝氏体相变基本结束,而碳的扩散仍然在进行;无Si TRIP钢贝氏体相变速率比含Si TRIP钢快,贝氏体相变总量也更多.      

鞍钢TRIP钢的研制开发

介绍了鞍钢新型TRIP钢的研制开发过程。通过金相显微镜、扫描电镜和透射电镜对TRIP钢的微观组织进行观察,通过拉伸实验和汽车零件冲压对TRIP钢的基本力学性能和冲压性能进行了研究。结果表明,TRIP钢由铁素体、贝氏体和残余奥氏体组成,具有良好的强塑性和冲压成形性能。     

退火时间对冷轧中锰TRIP钢组织和力学性能的影响

采用CCT-AY-Ⅱ型钢板连续退火机模拟分析了退火时间对中锰TRIP钢0.1C-7Mn组织性能的影响规律.利用扫描电镜、透射电镜、电子背散射衍射和X射线能量色散谱等研究了不同工艺下制备的0.1C-7Mn钢的微观组织和成分,利用X射线衍射法测量了残留奥氏体量,利用拉伸试验测试了其力学性能.0.1C-7Mn钢在650℃保温3 min退火后获得最佳的综合力学性能,其强度为1329 MPa,总延伸率为21.3%,强塑积为28 GPa·%.分析认为,0.1C-7Mn钢的高塑性是由亚稳奥氏体的TRIP效应和超细晶铁素体共同提供的,而高强度是由退火冷却过程中奥氏体转变的马氏体和拉伸变形过程中TRIP效应转变的马氏体的强化作用造成的.      

退火温度对退火马氏体基TRIP钢显微组织和力学性能的影响

将C-Si-Mn系TRIP钢通过完全淬火和两相区退火相结合的工艺,得到一种以退火马氏体为基体的TRIP钢（简称TAM钢）,并对比分析了TAM钢在不同温度退火后的显微组织和力学性能.结果表明,TAM钢经退火后的显微组织特征为精细规整的板条退火马氏体基体、片状残余奥氏体和贝氏体/马氏体组成的混合组织.这种组织降低了基体的硬度以及基体和第二相之间的强度比,减少了基体的位错密度.随着退火温度的提高,退火马氏体基体的板条形态逐渐消失,新生马氏体/贝氏体的团状混合组织逐渐增多.当退火温度为780℃时,综合力学性能优异,抗拉强度为1130 MPa,延伸率可达20%,强塑积为22600 MPa·%.当退火温度较低时,残余奥氏体主要以片状存在于退火马氏体板条间,有利于TRIP效应的发生.      

基于动态相变的热轧Nb-V-Ti微合金化TRIP钢组织及性能

通过单轴热压缩试验,结合扫描电镜以及X射线衍射技术,研究了动态相变前奥氏体晶粒状态对基于动态相变的热轧Nb-V-Ti微合金化TRIP钢复相组织状态及力学性能的影响.与动态相变前奥氏体晶粒为等轴状条件下相比,动态相变前奥氏体晶粒为拉长状条件下,动态相变得到的铁素体转变量较大,最终复相组织中贝氏体含量较少且团径较小,马氏体含量较少,但对残余奥氏体含量及其含碳量影响不明显.与不含微合金化元素的基于动态相变的热轧TRIP钢相比,Nb-V-Ti微合金化TRIP钢的屈服强度和抗拉强度明显提高,而延伸率有所降低.      

Effect of Microstructure in TRIP Steel on Its Tensile Behavior at High Strain Rate

Ｔｈｅｓｔｕｄｉｅｓ[1,2 ] ｈａｖｅｓｔａｔｅｄｔｈａｔｒｅｔａｉｎｅｄａｕｓｔｅｎｉｔｅｉｎａｄｕａｌ ｐｈａｓｅｓｔｅｅｌｉｓｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｄｔｏｍａｒｔｅｎｓｉｔｅｕｎｄｅｒｔｅｎｓｉｌｅｓｔｒａｉｎ .Ｓｕｃｈｓｔｒａｉｎ ｉｎｄｕｃｅｄｔｒａｎｓｆｏｒｍａｔｉｏｎｏｆｒｅｔａｉｎｅｄａｕｓｔｅｎｉｔｅｃａｎｅｎｈａｎｃｅｄｕｃｔｉｌｉｔｙｏｆｓｔｅｅｌｗｈｅｎｔｈｅｒｅｔａｉｎｅｄａｕｓｔｅｎｉｔｅｉｓｒａｔｈｅｒｓｔａｂｌｅａｇａｉｎｓｔｓｔｒａｉｎｉｎｇ[3 ] .Ｂａｓｅｄｏｎｔｈｉ…