淬火温度及残余奥氏体对2200MPa级超高强度钢力学性能的影响

比较了含1.90%Ni和4.92%Ni中碳Cr-Ni-Mo系超高强度钢不同淬火温度低温回火后的力学性能,分析了淬火温度、残余奥氏体量对力学性能的影响。结果表明,900℃淬火200℃回火后试验钢的抗拉强度、伸长率和-40℃冲击吸收功分别大于2200MPa、10%和10J。随着淬火温度的提高,抗拉强度、断后伸长率和断面收缩率先缓慢提高到最大值后开始缓慢下降。4.92%Ni试验钢中大量残余奥氏体导致其屈服强度和屈强比降低、应变硬化指数增大,在拉伸过程中残余奥氏体应变诱导马氏体相变和相变诱发塑性(TRIP),伸长率、静力韧度和塑性变形能均有明显提高。     

淬火温度及残余奥氏体对2200MPa级超高强度钢力学性能的影响

比较了含1．90％Ni和4．92％Ni中碳Cr-Ni-Mo系超高强度钢不同淬火温度低温回火后的力学性能．分析了淬火温度、残余奥氏体量对力学性能的影响。结果表明，900℃淬火200℃回火后试验钢的抗拉强度、伸长率和-40℃冲击吸收功分别大于2200MPa、10％和10J。随着淬火温度的提高，抗拉强度、断后伸长率和断面收缩率先缓慢提高到最大值后开始缓慢下降。4．92％Ni试验钢中大量残余奥氏体导致其屈服强度和屈强比降低、应变硬化指数增大，在拉伸过程中残余奥氏体应变诱导马氏体相变和相变诱发塑性（TRIP），伸长率、静力韧度和塑性变形能均有明显提高。     

1180MPa级超高强钢慢速率拉伸延迟开裂性能

针对DP1180和QP1180两种超高强度汽车用钢板,通过微观组织分析和慢应变速率拉伸试验(SSRT)研究了这两种1180 MPa级超高强汽车钢的延迟开裂性能。试验结果表明,DP1180钢的微观组织为马氏体+铁素体,QP1180钢的微观组织为马氏体+铁素体+少量残余奥氏体。试验钢的延迟开裂性能用其在0. 1 mol·L~(-1)的HCl介质中与空气介质中的力学性能指标的比值表示。QP1180钢断裂时间、断面收缩率、断后伸长率、抗拉强度的比值均低于DP1180钢,说明0. 1 mol·L~(-1)的HCl介质对QP1180钢力学性能指标影响更大些,其延迟开裂的敏感性更高。     

超低碳低活化铁素体/马氏体钢的组织与性能

设计了一种超低碳低活化铁素体/马氏体钢,利用扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)和拉伸试验等方法观察和测定了实验钢调质处理后的显微组织和力学性能,研究了工艺、组织和性能之间的关系。结果表明:经980℃保温1 h完全奥氏体化淬火与750℃保温1 h空冷后,实验钢具有最佳的综合力学性能,室温屈服强度为541 MPa,抗拉强度为668 MPa,伸长率为25%;600℃高温屈服强度为294 MPa,抗拉强度为321 MPa,伸长率为29%。调质处理后实验钢的组织为铁素体与球状析出物组成回火索氏体,其中析出相粒子由纳米级的M23C6和TaC构成。     

600MPa高强度钢在超快速冷却条件下的力学性能

借助层流冷却工艺,对600 MPa高强度钢进行超快冷却,研究其抗拉强度、屈服强度和断后伸长率等力学性能的变化。结果表明,超快冷条件使钢的屈服强度和抗拉强度分别提高了90MPa和60 MPa,强度和韧性得到了提高。     

980 MPa级汽车薄板钢拉深冲杯延迟开裂性能的研究

利用拉深试验研究了三种抗拉强度为980MPa级别超高强汽车薄板钢的延迟开裂性能。结果表明,DP980钢的组织主要为马氏体+铁素体;QP980钢的组织主要为马氏体+铁素体+少量残余奥氏体;TWIP980钢的组织主要为奥氏体。DP980和QP980钢耐延迟开裂性能较好,而TWIP980钢的耐延迟开裂性能最差。此外,奥氏体在变形过程中稳定性对钢的延迟开裂性能有重要影响。     

热处理温度对轻质中锰钢组织和力学性能的影响

采用室温拉伸、SEM、EBSD、TEM等分析检测技术,对在760～950℃热处理的轻质中锰钢的显微组织和力学性能进行了研究。结果表明:经过不同温度热处理后,试验钢的显微组织均由铁素体和奥氏体两相组成。830℃保温10 min后水淬的试验钢可获得最佳力学性能,其抗拉强度为863 MPa,断后伸长率为47%,强塑积达到40 929 MPa·%。当热处理温度降低至760℃时,钢中奥氏体含量减少,使得奥氏体中固溶碳含量增加,导致试验钢抗拉强度增加,断后伸长率降低,且无机械孪晶形成;当温度升高至910～950℃时,奥氏体晶粒粗化,奥氏体体积分数增加,其抗拉强度和断后伸长率相应降低。试验钢在拉伸变形过程中,其强化机制以孪晶诱发塑性和微带诱发塑性为主。     

Fe-Mn-Al轻质高强钢组织和力学性能研究

对热轧态与固溶处理后Fe-Mn-Al轻质高强钢进行力学性能检测及组织形貌观察,分析950~1100℃固溶处理工艺对其组织和力学性能的影响规律,根据真实应力-应变曲线和加工硬化曲线分析拉伸变形特征,对比拉伸变形前后微观组织形貌和XRD谱,研究其微观变形机理.研究结果表明,所设计的成分体系实验用钢,热轧后为奥氏体基体与少量带状铁素体的双相组织,密度为6.55 g/cm3,达到了轻质高强的设计目标.固溶处理有利于奥氏体晶粒长大与带状铁素体的破碎分解,使钢板强度降低而塑性提高,但是过高的固溶温度会促进铁素体长大,使铁素体体积分数增大,钢的断后伸长率降低.1050℃固溶处理后Fe-Mn-Al钢抗拉强度为925.9 MPa,断后伸长率为50.20%,强塑积为46.48 GPa·%.连续的应变强化行为使得Fe-Mn-Al钢获得高强度与塑性的良好匹配,稳定硬化阶段应变范围越宽,断后伸长率越大;较高的层错能使其变形机理区别于TRIP和TWIP效应,变形后仍为奥氏体+铁素体双相组织,变形后奥氏体中可以观察到Taylor晶格、高密度位错墙以及微带结构,为明显的平面滑移特征.     

连退和时效温度对新型24Mn2CrNb汽车用钢的组织和性能的影响

采用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、电子背散射衍射(EBSD)技术等研究了连退工艺和时效温度对24Mn2CrNb钢显微组织和力学性能的影响。结果表明：随着连退加热温度的升高,试验钢抗拉强度和屈服强度逐渐增加,断后伸长率先增加后降低;随着时效温度的增加,屈服强度变化不大,但抗拉强度增加,断后伸长率有所下降;当试验钢在两相区进行热处理时,析出了第二相粒子,其类型主要为渗碳体和Cr的碳化物。试验钢在830℃加热之后,再进行250℃时效,可得到最优的综合力学性能,其抗拉强度为1355 MPa,伸长率在17.5%,强塑积达23.7 GPa·%。EBSD分析结果表明,试验钢基体组织中残留奥氏体含量很少,显然不是新型汽车用钢的主要强韧化机制,说明试验钢并不是通过残留奥氏体的“相变诱发塑性”效应来提高其塑性。     

镍含量对2200 MPa级超高强度钢力学性能的影响

通过比较含Ni量(质量分数)分别为1.92%和4.92%的中碳Cr-Ni-Mo系超高强度钢不同回火温度下的力学性能,得到了残留奥氏体分解及其对试验钢力学性能影响的规律.结果表明,200 ℃回火后两种试验钢的强度、伸长率和-40 ℃冲击吸收功分别＞2200 MPa、＞10%和＞10J.4.92%Ni钢的屈服强度低,在拉伸过程中残留奥氏体应变诱导马氏体相变和相变诱发塑性(TRIP),伸长率有明显提高.随着回火温度的升高,残留奥氏体分解,4.92%Ni钢的屈强比升高,应变硬化指数和伸长率均下降.     

DP980冷轧高强钢连续退火工艺及强韧性行为研究

采用连续退火模拟试验机研究了连续退火工艺中缓冷及过时效温度对DP980冷轧高强钢组织性能的影响规律,并利用扫描电镜、透射电镜及拉伸试验机进行了显微组织及力学性能检测。研究结果表明：缓冷温度降低有利于新生铁素体及富碳岛状马氏体的生成,且实验钢屈服强度基本不变,抗拉强度先下降后升高,伸长率逐渐上升。缓冷温度为650 ℃时,强塑积（PSE）达到最大值15.55 GPa·%。随着过时效温度的升高,实验钢抗拉强度及屈服强度略有下降,断后伸长率显著升高。工业试制HC550/980DP成品的屈服强度不小于570 MPa,抗拉强度不小于1 080 MPa,伸长率不小于7%,达到应用标准。     

退火温度对冷轧DP980钢力学性能的影响

利用连续退火模拟机对DP980试验钢进行了连续退火试验,并通过扫描电镜、电子背散射衍射、透射电镜等研究了不同退火温度下(775、800、825和850 ℃),试验钢显微组织的演变规律和力学性能的变化趋势。结果表明:试验钢的屈服强度随着退火温度的升高而不断增大(从705 MPa增大到850 MPa),抗拉强度和断后伸长率则随着退火温度的升高而不断减小(抗拉强度从1150 MPa减小到1030 MPa;伸长率从8.9%减小到5.3%),这与试验钢的显微组织构成和形态分布密切相关。此外,不同退火温度下,试验钢的加工硬化率曲线均呈现单调下降的趋势。     

回火时间对1800 MPa级热成形钢组织和性能的影响

采用扫描电镜、电子背散射衍射技术、室温拉伸试验等研究了1800 MPa级热成形钢经930 ℃保温4 min保压淬火后在200 ℃回火不同时间(10~30 min)对其组织和力学性能的影响。结果表明,随着回火时间的延长,试验钢的抗拉强度变化较小,其屈服强度和断后伸长率均呈先增后减的趋势。经20 min回火后,马氏体亚晶粒尺寸最小;回火10 min后,组织中的小角度晶界最多。200 ℃回火10 min后由于试验钢的残余应力释放、马氏体亚晶粒尺寸减小和小角度晶界增多,综合影响下热成形钢的综合力学性能最佳,其抗拉强度为1844 MPa,断后伸长率从淬火态的8.27%提升到11.78%,强塑积达21 GPa·%以上,说明短时回火有利于该超高强度钢的综合性能提高及其热成形件的可靠应用。     

淬火-配分热处理对隧道钢拱架组织与力学性能的影响

利用金相显微镜、扫描电子显微镜、X射线衍射仪和力学试验机等,研究了淬火-配分热处理对隧道钢拱架显微组织和力学性能的影响。结果表明,不同淬火温度和配分时间下试验钢的组织都为板条马氏体+残余奥氏体,且随着淬火温度的升高,板条马氏体含量变少、板条更加粗大,而残余奥氏体含量增加;配分时间为20~600 s试验钢中没有明显碳化物出现,随着配分时间的延长(20~3600 s),残余奥氏体含量呈现先增加而后降低的趋势;随着淬火温度升高,试验钢屈服强度和抗拉强度逐渐降低,而最大力下总伸长率和断后伸长率逐渐升高;在配分时间为20~120 s,试验钢的屈服强度和抗拉强度都会随配分时间的增加有所降低,而最大力下总伸长率和断后伸长率有所升高;继续延长配分时间至600 s及以上,试验钢的抗拉强度有所上升,而塑性略有降低。     

奥氏体化温度对轧态C61钢显微组织和力学性能的影响

采用扫描电镜、X射线衍射仪、显微硬度仪及拉伸试验等研究了不同奥氏体化温度对轧态C61钢的显微组织和力学性能的影响.结果表明:奥氏体化温度为950℃的热处理工艺能使轧态C61钢获得良好力学性能,其抗拉强度、屈服强度、伸长率以及断面收缩率分别为1376 MPa、997 MPa、13.8％、62.5％.随奥氏体化温度升高,试...     

高碳含铜TWIP钢TIG焊接头组织与性能

通过单向拉伸试验、显微组织观察、X射线衍射(XRD)和硬度测试对比研究了Fe-20Mn-3Cu-1.38C TWIP钢钨极氩弧焊(TIG)焊接接头固溶处理前后的组织和力学性能. 结果表明,固溶处理前焊缝组织为特定取向的柱状晶,整个焊缝组织晶粒粗大且分布着密集的颗粒状碳化物,热影响区(HAZ)在晶界有大量碳化物析出;固溶处理后,焊缝组织变为等轴晶,碳化物被完全固溶,焊接接头抗拉强度由953 MPa降为870 MPa,断后伸长率由41.85%提高至66.35%,低于母材性能(抗拉强度1 100 MPa,断后伸长率92.25%),但相比固溶处理前,综合力学性能显著提高;两种拉伸试样均断在热影响区,为典型韧性断裂.     

Al含量及热处理对冷轧TRIP钢板组织与性能的影响

以Al含量分别为0.86%和1.5%的两种不采用Si合金化的冷轧TRIP钢为对象,研究Al含量和热处理工艺对其显微组织与力学性能的影响规律.结果表明,在两相区保温使铁素体与奥氏体体积分数相当后,在370～450 ℃的贝氏体区等温均得到包括铁素体、贝氏体、残留奥氏体和马氏体的多相组织.由于Al起到了有效的稳定奥氏体作用,含Al较高的1.5Al钢的残留奥氏体体积分数及其碳含量均高于0.86Al钢.力学性能试验结果表明,1.5Al钢的最佳性能是屈服与抗拉强度分别为452 MPa和756 MPa,伸长率达到34%,对应的热处理工艺是850 ℃×300 s快冷到400 ℃等温180 s.而0.86Al钢在最佳工艺(800 ℃×300 s后370 ℃等温180 s)下的强度与伸长率均明显低于1.5Al钢,屈服与抗拉强度分别为413 MPa和708 MPa,伸长率仅为27%.     

硅含量与淬火温度对Q&P钢组织及性能的影响

采用盐浴对两种硅含量不同的试验钢进行了淬火配分处理,并用金相显微镜、扫描电镜与拉伸试验机对不同淬火温度下试验钢组织及性能的转变规律展开了研究。结果表明,试验钢的显微组织由铁素体、马氏体、残留奥氏体与贝氏体组成;硅含量增加,有利于试验钢中残留奥氏体体积分数提高,抗拉强度和屈服强度显著提高,伸长率降低,强度随淬火温度变化的幅度减小;经260 ℃淬火、360 ℃配分后,2.13%(质量分数)Si钢在拥有高强度的同时保持了较好的伸长率,其抗拉强度为958.66 MPa,屈服强度为458.99 MPa,伸长率为15.35%,强塑积为14.66 GPa·%,综合力学性能最佳。     

配分温度对热轧Q&P钢组织性能的影响

基于汽车轻量化原则,应用超快冷和一步法配分工艺可得到高强塑积的热轧Q&P钢,借助OM、SEM、TEM、XRD和室温拉伸等实验手段,研究配分温度对试验钢组织性能的影响规律。研究表明:随着配分温度的增加,组织中的马氏体板条束细化,残余奥氏体含量增加,其抗拉强度和屈服强度减小,伸长率和强塑积增加,屈强比减小,n值增加。400℃配分的试验钢,残余奥氏体含量最多为12.7%,其抗拉强度为1012 MPa,伸长率为23.5%,屈强比最低为0.62,n值最高为0.15,强塑积最高为23.78 GPa·%,其综合力学性能最好。     

低成本800 MPa级镀锌超高强度双相钢的微观组织与性能

利用光学显微镜、透射电镜(TEM)对800 MPa级双相钢热轧、冷轧及热镀锌后的显微组织进行了观察,分析比较了热镀锌后整卷通板宽不同位置的力学性能。结果表明:试验钢经795 ℃保温150 s后热涂镀,微观组织以铁素体+马氏体为主,铁素体晶粒尺寸在2.3～6.0 μm之间,马氏体体积分数为21％左右。热镀锌后抗拉强度为825 MPa,屈服强度为505 MPa,断后伸长率为19%,沿板宽方向力学性能稳定性较好,抗拉强度波动在20 MPa以内,屈服强度波动在4 MPa以内,断后伸长率波动1%。对热镀锌后整卷钢头中尾部进行了折弯性能评价,以3倍厚度弯心直径进行横向180°折弯试验,结果都没有开裂,能够满足用户对高折弯性能的要求。