两相区退火温度对低碳低硅TRIP钢组织和性能的影响

研究了0.11C-0.6Si-1.5Mn冷轧TRIP钢两相区退火温度对组织和力学性能的影响,结果表明,试验钢经780℃退火5 min和400℃等温5min处理后可以获得10％的残余奥氏体,较低或较高的退火温度都将使残余奥氏体量略微下降。当试验钢处理后的铁素体量为70％时,可以获得好的相变诱发塑性和好的强韧性配合,其强塑积可达21000 MPa·％。试验钢的应变硬化指数n值与铁素体量有好的相关性,随铁素体量的下降而下降,残余奥氏体量对其影响不大。     

HSLA-TRIP钢动态拉伸性能和残余奥氏体转变

对成分为 0 .11C- 0 .6 2 Si- 1.6 5 Mn的低硅 TRIP钢不同试验温度下的动态拉伸性能和残余奥氏体的转变行为进行了研究。试验结果表明 ,两相区热处理温度接近 Ac1 可以获得较多的铁素体和残余奥氏体 ,此类试样拉伸试验结果有较高的强塑性配合。 110℃下的抗拉强度较 2 0℃下的降低约 30 0 MPa;均匀伸长率在应变速率 10 0 0s- 1左右达到峰值 ,总伸长率随应变速率提高而单调增加。试验温度为 5 0℃和 75℃下的能量吸收值可达到 2 6 0 0 0MPa· %。试验温度越高 ,残余奥氏体稳定性越好 ,动态拉伸的绝热效应也抑制了残余奥氏体的形变诱发相变。     

退火温度对0.2C-1.5Si-1.5Mn-(0.5Cu)TRIP 钢组织的影响

用彩色金相法、X 射线衍射、扫描电镜研究了成分(%)为 0.2C-1.5Si-1.5Mn和0.2C-1.5Si-1.5Mn-0.5Cu TRIP钢 750～780℃不同退火温度对组织的影响。结果表明,含0.5 %Cu TRIP钢750℃、760℃、780℃退火的残余奥氏体体积含量为15.2 %～17.2 % ,770℃退火为15.2 %～15.7% ;不含CuTRIP钢760℃和770℃退火的残余奥氏体体积含量分别为12.5 %～12.9%和14.6 %～15.1% ,低于750℃和780℃退火的奥氏体量分别为17.0 %～17.5%和16.0 %～16.4%。随退火温度由750℃提高至780℃ ,两种钢中的铁素体量由～70%降至～5 0% ,贝氏体量由～10%增至～30%     

等温淬火温度对C-Si-Mn系TRIP钢组织和力学性能的影响

利用金相显微镜和X射线衍射方法研究了0.11C-1.23Si-1.65Mn冷轧TRIP钢等温淬火温度对组织和力学性能的影响.结果表明,实验钢在840℃×180 s退火 420℃× 240 s等温处理后可得到6.55%的残余奥氏体,此时可获得较佳的相变诱发塑性和较好的强韧性配合,其强塑积可达到2.28×104MPa·%,提高或降低等温温度都会降低强塑积.在840℃退火,适当延长退火时间,可提高残余奥氏体体积分数及碳含量,有助于提高材料的综合性能.     

薄板坯连铸连轧C-Si-Mn TRIP钢组织和力学性能的研究

用Gleeble-1500热/力模拟机研究了成分(%)为:0.20C-1.08Si-1.43Mn TRIP(相变诱导塑性)钢连续冷却时的组织,并测得动态CCT(连续冷却转变)曲线,得出冷却速度达10℃/s时出现粒状贝氏体,冷却速度15℃/s时得到板条贝氏体。在实验室模拟C-Si-Mn TRIP钢薄板坯连铸连轧工艺试验:用10 kg真空感应炉冶炼,成分(%)为:0.20C-1.54Si-1.55Mn的TRIP钢,钢锭尺寸为(mm):60×100×130,经7道次轧制成厚度6.40 mm板,终轧温度810℃,轧后空冷至700℃,再水冷至400℃模拟卷取。试验结果表明,该钢组织含有5.13%残余奥氏体,37.20%贝氏体,机械性能σ_b715 MPa,σ_s520 MPa,屈强比0.73,δ20%。     

热处理对TRIP 590钢微观组织及力学性能的影响

采用Gleeble3800热模拟机对TRIP钢拉伸试样进行不同工艺条件的快速热处理模拟实验,并采用金相分析、显微硬度测试等方法对试样进行组织观察和性能测试,目的是通过适宜的热处理工艺促使材料微观组织中出现适量的残余奥氏体组织,增强该材料在变形过程的相变诱导塑性(TRIP)效应,强化材料结果表明:在两相区内,TRIP钢中的残余奥氏体含量随着退火温度和退火时间的增加而增大,以25℃/s缓慢加热到700℃,再以150℃/s的速率快速加热到820℃保温120s后淬火处理,处理后的试样,残余奥氏体体积分数达到13％,显微硬度最高,达到262HV.     

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%.     

两相区退火温度对TRIP钢组织性能的影响

 针对600 MPa级别TRIP钢,进行了760、780、800、820、840、860 ℃两相区退火温度试验,利用扫描电镜和拉伸试验机等设备,分析了其对应的组织比例和力学性能检验结果,得出结论：随着两相区退火温度的升高,铁素体体积分数逐渐减少,钢板的抗拉强度值不断增加,但伸长率值却先下降再升高,在820 ℃伸长率有最大值,这与820 ℃时较高残余奥氏体体积分数和最大残奥中碳质量分数相对应,说明TRIP效应可以改善钢板的塑性指标,获得最佳强塑组合;在800～820 ℃的两相区转变温度范围内,强塑积可以达到2.17×104 MPa·%,为600 MPa级TRIP钢退火工艺提供了实际指导。     

7.9Mn-1.4Si-0.07C钢高强韧机理研究

通过热轧、温轧、奥氏体化、两相区退火处理得到7.9Mn-1.4Si-0.07C钢板,该材料的拉伸强度及塑性随奥氏体化温度不同而具有显著差异.奥氏体化温度降低,室温下奥氏体含量升高,综合力学性能提高.当奥氏体化温度由900℃降低为800℃时,所得到钢板的奥氏体体积分数由15%增加到28%,拉伸强度由1 150 MPa提高到1 340 MPa,塑性由21%提高至27%.实验钢优异的力学性能源于其中大量的超细铁素体及奥氏体,细晶强化使其具有超高强度,铁素体基体及变形过程中奥氏体向马氏体相变提供了良好的塑性.基体组织中的位错强化,形变诱导马氏体转变的TRIP效应等是增强该钢板加工硬化能力的主要因素.     

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.      

临界热处理对中碳 Q&P 钢组织与性能的影响

摘要：对中碳钢采用Q&P（淬火 碳分配）和I&QP（临界热处理,淬火 碳分配）热处理工艺,通过对试样的显微组织,残余奥氏体的体积分数及其碳含量,硬度及其拉伸性能进行分析,研究了临界加热对中碳Q&P钢组织和性能的影响。实验结果表明,经临界热处理的Q&P钢组织中,除了马氏体和残余奥氏体,还存在部分铁素体,同时残余奥氏体的体积分数较少,马氏体板条更加细小。在相同的碳分配时间下,I&QP试样的硬度和抗拉强度都比Q&P试样低,但由于I&QP试样中软相铁素体的存在以及残余奥氏体能发挥更好的TRIP效应,使得临界热处理的实验钢的伸长率更高,加工硬化指数增加,强塑积更大。     

Effect of alloying elements on the microstructure‐property relationship in thermomechanically processed C‐Mn‐Si TRIP steels

The effect of additions of Nb, Al and Mo to Fe‐C‐Mn‐Si TRIP steel on the final microstructure and mechanical properties after simulated thermomechanical processing (TMP) has been studied. The laboratory simulations of discontinuous cooling during TMP were performed using a hot rolling mill. All samples were characterised using optical microscopy and image analysis. The volume fraction of retained austenite was ascertained using a heat tinting technique and X‐ray diffraction measurements. Room temperature mechanical properties were determined by a tensile test. From this a comprehensive understanding of the structural aspect of the bainite transformation in these types of TRIP steels has been developed. The results have shown that the final microstructures of thermomechanically processed TRIP steels comprise ~ 50 % of polygonal ferrite, 7 ‐12 % of retained austenite, non‐carbide bainitic structure and martensite. All steels exhibited a good combination of ultimate tensile strength and total elongation. The microstructure‐property examination revealed the relationship between the composition of TRIP steels and their mechanical properties. It has been shown that the addition of Mo to the C‐Si‐Mn‐Nb TRIP steel increases the ultimate tensile strength up to 1020 MPa. The stability of the retained austenite of the Nb‐Mo steel was degraded, which led to a decrease in the elongation (24 %). The results have demonstrated that the addition of Al to C‐Si‐Mn‐Nb steel leads to a good combination of strength (~ 940 MPa) and elongation (~ 30 %) due to the formation of refined acicular ferrite and granular bainite structure with ~7 ‐ 8 % of stable retained austenite. Furthermore, it has been found that the addition of Al increases the volume fraction of bainitic ferrite laths. The investigations have shown an interesting result that, in the Nb‐Mo‐Al steel, Al has a more pronounced effect on the microstructure in comparison with Mo. It has been found that the bainitic structure of the Nb‐Mo‐Al steel appears to be more granular than in the Nb‐Mo steel. Moreover, the volume fraction of the retained austenite increased (12 %) with decreasing bainitic ferrite content. The results have demonstrated that this steel has the best mechanical properties (1100 MPa and 28 % elongation). It has been concluded that the combined effect of Nb, Mo, and Al addition on the dispersion of the bainite, martensite and retained austenite in the ferrite matrix and the morphology of these phases is different than effect of Nb, Mo and Al, separately.     

热轧相变诱发塑性钢的热模拟实验

 利用Gleeble 1500热应力 应变模拟机研究了铌含量、热变形参数(终轧温度和卷取温度)对相变诱发塑性(TRIP)钢组织和性能的影响。实验结果表明：不含铌实验钢的残余奥氏体量、残余奥氏体相中的碳含量、宏观维氏硬度和抗拉强度与常规低碳硅锰系TRIP钢的水平相当；增加铌含量，残余奥氏体量和残余奥氏体相中的碳含量有所下降，而宏观维氏硬度和抗拉强度提高；铌含量为0014%、终轧温度为780 ℃、卷取温度为400 ℃时，残余奥氏体量、残余奥氏体相中的碳含量与宏观维氏硬度和抗拉强度具有最佳组合。     

一次淬火马氏体对Q&P钢组织和性能的影响

 研究了一次淬火马氏体对低合金钢经淬火和配分(Quenching and Partitioning,Q&P)工艺后微观组织和单轴拉伸性能的影响,用扫描电镜进行微观组织表征,用X射线法测量残留奥氏体量。试验结果表明,随着一次淬火马氏体比例的增加,二次淬火马氏体的尺寸和数量逐渐减少,残留奥氏体体积分数呈先增加后减少的趋势,一次淬火马氏体体积分数为40%时获得最大残留奥氏体体积分数为16.92%。一次淬火马氏体体积分数为30%～70%时试验钢获得了较高的塑性和强塑积,马氏体基体为钢提供了高强度,残留奥氏体在变形过程中的TRIP效应提高了钢的塑性。     

Effects of Niobium Addition on Microstructures and Formability in Si‐Al‐Mn TRIP Cold‐rolled Steels

The effects of Nb addition on microstructures and formability in Si‐Al‐Mn TRIP cold‐rolled steels were investigated. These steels were intercritical annealed at 770 °C for 5 min, and isothermally treated at 400 °C for 3 min. Microstructural observation, tensile tests and forming limit diagram (FLD) tests were conducted, and the changes of retained austenite volume fraction as a function of tensile strain were measured by using an X‐ray diffractometer. The results showed that Nb addition makes grain size refined, the volume fraction of ferrite increase and that of bainite decrease, however, obviously it does not affect the volume fraction and carbon content of retained austenite. The Nb addition increased the stability of retained austenite owing to grain refinement. With Nb addition, increase in strength, ductility, strain hardening exponent and formability could be achieved simultaneously. These findings indicate that Nb addition can be a new direction of microalloying design for the low carbon TRIP steels with excellent formability and high stability of retained austenite.     

1300 MPa级Nb微合金化DH钢的组织性能

设计了不同相构成的超高强DH钢,抗拉强度均大于1300 MPa,组织由铁素体、马氏体、残留奥氏体和极少量碳化物构成。对比了不同相构成对超高强DH钢力学性能和应变硬化行为等的影响,并深入研究了残留奥氏体在超高强度DH钢中的作用机制。结果表明:随着马氏体和残留奥氏体体积分数的增大,铁素体体积分数的减小,实验钢屈服和抗拉强度同时升高,而延伸率呈先增大后减小趋势。软韧相铁素体体积分数的减小和硬相马氏体体积分数的增大导致屈服强度和抗拉强度增加。相对于回火马氏体,淬火马氏体对强度的提升更显著,在拉伸过程中转变的残留奥氏体的量是引起延伸率变化的主要原因,组织中显著的带状组织会造成颈缩后延伸率的明显降低。通过对应变硬化行为的分析表明,随着真应变的增大,应变硬化率呈减小的趋势,在真应变大于2%后的大范围内,对于应变硬化率,DH1>DH2>DH3,主要与铁素体体积分数有关;在真应变大于5.73%后,DH2钢的应变硬化率高于DH1钢和DH3钢,主要与DH2钢中更显著的TRIP效应有关。除了残留奥氏体体积分数,残留奥氏体中的碳含量对TRIP效应同样有显著的影响。较高比例的硬相马氏体组织结合适当比例的软韧相铁素体和残留奥氏体有助于DH2钢获得最良好的强塑积13.17 GPa·%,其中屈服强度达880 MPa,抗拉强度达1497 MPa,均匀延伸率为6.71%,总伸长率为8.8%,颈缩后延伸率为2.09%,屈强比0.59。      

终轧温度对低硅含磷系TRIP钢组织性能的影响

通过实验室热轧试验,研究了不同终轧温度下低硅含磷系热轧TRIP钢的组织特征及性能特点。结果表明：终轧温度由900℃降低到790℃,铁素体体积分数增加,贝氏体体积分数降低,残余奥氏体体积分数变化不太明显;终轧温度900和820℃时,得到贝氏体为基体的室温组织;终轧温度降低到790℃时,低温变形促进了奥氏体到铁素体的相变率...     

2 GPa中碳中锰纳米贝氏体钢的相变和塑性机理

 高碳(质量分数为0.78%~0.98%)高硅(质量分数约为1.5%)钢采用低温贝氏体转变(通常为150~250 ℃),可获得不小于2.0 GPa超高强度,但塑性较低(通常不大于8.0%);同时需要非常长的贝氏体相变时间(通常不小于4 d)。采用降低碳含量(Fe-0.30C-1.5Si-1.5Ni)的成分设计,可以显著加速贝氏体相变(300 ℃等温0.5 d),获得优良强度(抗拉强度(1 138±6) MPa)和塑性(伸长率为18.5%±1.5%)匹配的性能;但很难达到超高强度(1 500 MPa)级别。参考高/中碳贝氏体钢的合金设计、显微组织和力学性能特点,采用“中碳、以铝代硅、以锰代镍”的合金成分(Fe-0.30C-1.2Al-5.0Mn)体系,在M_s(马氏体开始转变温度)温度(300 ℃)附近进行贝氏体相变,可以获得强度为2.0 GPa级((2 029±9) MPa),伸长率超过10.0%(11.5%±1.0%)的高塑性纳米贝氏体钢,同时贝氏体相变时间适中(等温2 d),合金制造成本低廉(镍质量分数约为0.5%)。Fe-0.30C-1.2Al-5.0Mn钢具有超高强度主要是由于硬相组织贝氏体铁素体和马氏体总体积分数为85.1%,其中贝氏体铁素体板条宽度为(85±30) nm。具有较高塑性主要是由于软相组织残留奥氏体的体积分数为14.9%,碳质量分数为1.12%,位于贝氏体铁素体板条之间的薄膜状残留奥氏体尺寸为(30±15) nm;同时碳、锰元素能够增加残留奥氏体稳定性,特别是相对于低锰含量,5%中锰元素对残留奥氏体有更显著的稳定性作用,使其在低应力作用下不容易发生相变,但在高应力过程中持续发生TRIP效应以提高塑性。     

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.      

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

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