低碳硅锰钢的Q&P热处理工艺

研究了QP工艺对添加硅和锰的低碳钢组织性能的影响。通过X射线衍射仪、电子背散射衍射技术、拉伸试验等对不同QP工艺参数条件下试验钢的组织和性能进行了测试分析。结果表明,经过QP工艺热处理后,试验钢中形成了一定比例的纳米级的残留奥氏体。随着配分温度的升高,试验钢中残留奥氏体含量升高,抗拉强度降低,伸长率增加。配分温度为450℃时,随着配分时间的增加,试验钢中残留奥氏体含量先增加后降低,在配分时间为20 s时达到最大值,但抗拉强度降低,伸长率呈增加趋势。强塑积在450℃配分20 s时最大,与残留奥氏体含量变化一致。     

Q&P与Q&T工艺对TRIP600钢组织和性能的影响

研究了QP与QT工艺对TRIP600钢组织和力学性能的影响。利用拉伸试验机、XRD和金相显微镜进行了性能测试和组织分析,结果表明:经QP和QT工艺处理后的TRIP600钢显微组织由铁素体、马氏体和残留奥氏体组成。QP工艺处理试验钢的强塑积明显高于QT工艺的,当QP工艺的配分时间为60 min时,残留奥氏体的体积分数达到最大值,强塑积达到最佳22661.408 MPa·%。     

第三代汽车用高强钢——Q&P钢的研究现状

QP钢经淬火配分(QP)工艺处理,所得组织由马氏体和残留奥氏体复合相共同组成,因其具有高强度和高塑性而备受关注。QP工艺的关键在于获得更多的残留奥氏体和提高残留奥氏体的稳定性。C从马氏体向奥氏体配分是稳定残留奥氏体的重要因素,并且受到其他因素的影响,一直是QP钢领域研究的重点和难点。本文从C配分的热力学、动力学,主要合金元素的影响,热处理工艺,组织和力学性能的关系4个方面,简要综述了国内外QP钢的研究进展,并对未来的研究方向进行了展望。     

Si含量及配分处理对Q&P钢残留奥氏体量及性能的影响

通过研究在QP(quenching and partitioning,淬火-配分)工艺下3种不同Si含量QP钢的组织与性能,并与常规调质工艺进行了对比。利用XRD计算了不同QP工艺下钢中残留奥氏体含量,表明添加适量的Si以及利用QP工艺能保留较多的奥氏体至室温。配分的温度与时间对力学性能有着显著地影响。在320℃至460℃,随着配分温度的升高,强度逐渐降低,伸长率逐渐升高;在380℃的配分温度下,随着分配时间的延长,强度略有降低,伸长率有显著提高。     

淬火、配分温度及时间对Q&P钢组织及力学性能的影响

采用扫描电镜、透射电镜等试验手段研究不同QP(Quenching and Partitioning)工艺对钢的微观组织和力学性能的影响。结果表明:完全奥氏体化并采用QP工艺处理后QP钢的抗拉强度为1399~1670 MPa,断后伸长率为13.92%~17.24%;显微组织为马氏体和残留奥氏体,其中马氏体主要为板条状及少量分布在原奥氏体晶界处的块状。经EBSD统计分析:块状马氏体尺寸大小为1~3μm,是在第二次淬火过程中形成的新生马氏体;在相同淬火温度下,抗拉强度随配分时间的延长都有不同程度的下降,适中的淬火温度(210℃)加上适中的配分时间(60 s)可获得最佳伸长率。     

逆转变+Q&P复合工艺对低合金高强钢组织和性能的影响

利用SEM、XRD分析及拉伸试验,研究了逆转变+淬火-配分(ART+QP)复合工艺对完全淬火后0.22C-2.0Mn-1.8Si钢组织性能的影响。结果表明:经ART+QP工艺处理后,该钢组织为亚温铁素体、贝氏体/马氏体和均匀分布的残留奥氏体。逆转变奥氏体富集Mn、C元素,淬火-配分过程中碳自马氏体配分至残留奥氏体时二次富C,使其稳定化,因此该钢室温下获得残留奥氏体的含量超过15%。在拉伸变形过程中残留奥氏体转变成马氏体的TRIP效应,使得钢材在变形过程中获得稳定的加工硬化能力,实现了良好的强塑性结合,抗拉强度达到1233 MPa,屈服强度为893 MPa,均匀伸长率29.6%,强塑积高达36 GPa·%以上。     

I&Q&P工艺预先Mn配分处理低碳硅锰钢的组织与性能

通过IQP处理工艺,采用SEM、XRD和拉伸试验手段,研究了低碳硅锰钢C-Si-Mn中Mn元素的配分行为及其配分工艺参数对IQP处理试验钢组织与性能的影响。结果表明:经IQP工艺处理,试验钢室温组织为板条状马氏体和残留奥氏体。随配分时间延长或配分温度的升高,试验钢的抗拉强度总体呈降低趋势,残留奥氏体含量均先增加后减小,伸长率与残留奥氏体量的变化趋势基本一致。800℃等温30 min,试验钢中残留奥氏体含量及伸长率最大,分别为10.02%,24.25%,该参数下的综合性能最佳。     

一步淬火-配分处理对20CrMnTi钢组织及摩擦磨损性能的影响

采用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、背散射电子衍射(EBSD)和维氏硬度计等研究了一步淬火-配分(Q&P)处理对20CrMnTi钢显微组织和性能的影响.结果 表明:一步Q&P热处理后的试验钢显微组织为马氏体和少量残留奥氏体.随着配分温度的升高和配分时间的延长,残留奥氏体含量先增加再减少,维氏硬度先降低再升高.对...     

Q&P工艺对冷轧高强钢中残留奥氏体的影响

对冷轧C-Si-Mn系高强钢进行了淬火与配分(QP)处理。利用扫描电镜、电子背散射衍射、X射线衍射等实验手段,研究了QP工艺参数与残留奥氏体量的关系。结果表明,残留奥氏体量在峰值淬火温度周围较大范围内变化不大,均在15%以上。配分温度的升高和配分时间的增加有助于残留奥氏体量的提高,过高的配分参数则会导致残留奥氏体的分解与碳化物的析出。实验钢于760℃淬火至160℃后经450℃配分60 s,残留奥氏体量可以达到22%,保证了较高的强塑积23 GPa·%,其中抗拉强度1518 MPa,伸长率15.2%。     

Q&P工艺处理钢的单轴拉伸性能研究

研究了低合金马氏体钢经QP(Quenching and partitioning,淬火和配分)工艺处理后的单轴拉伸性能,并与传统QT(Quenching and Tempering,淬火+回火)工艺进行比较,分别用SEM和XRD进行微观组织观察和残留奥氏体量的测量。结果表明,与QT工艺相比,在获得相同断后伸长率时,QP工艺处理的样品可以获得较高的抗拉强度,同时具有较高的加工硬化率和裂纹形成能。拉伸过程中,QP组织中新鲜马氏体强化基体,残留奥氏体协调变形、松弛应力、钝化裂纹,由硬基体和残留奥氏体组成的多相组织使QP工艺处理钢获得高强度和高塑性的配合。     

一步QP处理低碳中锰钢的微观组织和力学性能

对低碳中锰钢进行了一步QP工艺处理,获得了铁素体、回火马氏体、新生马氏体和残余奥氏体的混合组织,采用SEM、XRD和拉伸试验机研究了配分时间对试验钢的显微组织和力学性能的影响。结果表明:抗拉强度和伸长率都是随着配分时间的延长先升高后降低。试验钢的抗拉强度主要受回火马氏体的回火程度和新生马氏体的数量以及碳含量共同影响,配分20 min时达到最佳平衡状态,试验钢的抗拉强度达到最高,为1712 MPa。试验钢的伸长率主要由残余奥氏体的含量决定,配分20 min时残余奥氏体含量最高,获得最大伸长率9.8%。     

配分时间对0.16C-1.8Mn-1.5Si钢组织与性能的影响

采用扫描电镜和X射线衍射仪研究了配分时间对0.16C-1.8Mn-1.5Si钢组织演变、力学性能和残留奥氏体含量的影响。结果表明,经QP工艺处理后,随着配分时间的不断增加,试验钢的淬火马氏体转变为回火马氏体,渗碳体逐步析出;抗拉强度逐渐减小,伸长率先增大后减小;在配分时间为120 s时,抗拉强度为1012 MPa,伸长率最大值达到23%,强塑积最大达到23 276 MPa·%,残留奥氏体量达到最大值为14.4%;在不同的配分时间下,钢的伸长率变化趋势与残留奥氏体量的变化趋势基本一致,拉伸断口形貌具有典型的韧性断裂特征。     

Q&P工艺对5CrMnNiMo超高强度钢组织及性能的影响

对5CrMnNiMo超高强度钢进行了淬火-配分(Q&P)处理,利用SEM、电子万能试验机、X射线衍射仪、EBSD等试验手段,探讨了试验钢的显微组织和力学性能随Q&P工艺中等温配分5 min、24 h及非等温配分6 h后的变化规律。结果表明,Q&P处理过程中,显微组织均由马氏体+残留奥氏体+少量粒状碳化物组成,随着等温配分时间的延长,残留奥氏体由片状逐渐转变为块状;等温配分5 min后,获得高达2230 MPa的超高抗拉强度,抗拉强度经等温配分24 h后降低到1360 MPa;塑性变形量由等温配分5 min后的3.92%增加到非等温配分6 h后的14.62%,TRIP效应是塑性变形量增加的主要原因。     

高强韧QPT工艺的先进钢组织调控和强韧化研究进展

先进高强钢经历了从第一代至第三代的高速发展，为汽车工业中轻量化及安全性的持续提升提供了重要保障。作为第三代先进高强钢的代表钢种之一，淬火-配分(QP)钢和淬火-配分-回火(QPT)钢近10年来发展迅速。本文从以下几个方面对QP钢及QPT钢的制备工艺和强韧化机理进行了综述：(1)从QP到QPT的工艺设计发展历程及其原理；(2)配分过程中的C配分和组织演变规律；(3)亚稳奥氏体的稳定性及其对相变诱发塑性(TRIP)效应的影响；(4)纳米析出强化的QPT钢的组织和热处理工艺设计；(5)热成形QPT钢一体化工艺；(6)QP钢、QPT钢的强韧化机制和使用服役性能。并对今后QP钢和QPT钢的制造与使用前景作出展望。     

含Cu低碳钢I&Q&P工艺处理后的组织与性能

对一种含Cu低碳硅锰钢分别采用IQ、QP和IQP热处理工艺,研究双相区Cu配分行为并分析其对马氏体组织形貌、残留奥氏体及力学性能的影响。结果表明,试验钢经IQ工艺处理,在双相区保温时Cu元素从铁素体向奥氏体中配分,Cu配分明显,并且不影响C和Mn的配分效果。试验钢经IQP工艺处理后,组织基本为板条马氏体,且马氏体板条清晰,部分板条有断裂的现象。与经QP工艺处理相比,试验钢经IQP工艺处理后残留奥氏体体积分数显著提高,从9.6%提高到了13.2%。对比QP工艺,试验钢经IQP工艺处理后,抗拉强度有一定降低,但伸长率大大提高,强塑积达到27 GPa·%。     

铌微合金化对1000 MPa级QP钢组织和性能的影响

采用C-Si-Mn合金体系,在实验室冶炼含Nb和不含Nb两种Q&P钢,通过连退热模拟机在不同配分时间下,对比Nb微合金化对1000 MPa级Q&P钢组织和性能的影响。结果表明:含Nb的QP钢比不含Nb的QP钢马氏体板条间距变小,残余奥氏体尺寸也细小,弥散分布;随配分时间的增加,两种Q&P钢的残余奥氏体中平均碳含量相近,残余奥氏体分数均呈先增加后减少的趋势,抗拉强度均下降;含Nb的QP钢残余奥氏体分数较高,配分时间为10 s时,残余奥氏体含量达到最大值为14.2%,强塑积可达到25500 MPa·%。     

奥氏体化温度对汽车用QP钢组织性能的影响

利用扫描电镜及透射电镜、X射线衍射仪和拉伸试验机对采用不同的奥氏体化温度处理后QP钢微观组织和力学性能进行观察及测试分析,探讨了奥氏体化温度对QP钢组织与力学性能的影响。研究结果表明:奥氏体化温度对QP钢最终的组织性能有决定性影响。部分奥氏体化时,QP钢的最终组织为马氏体+残留奥氏体+铁素体;完全奥氏体化时,QP钢的最终组织为马氏体+残留奥氏体。随奥氏体化温度提高,铁素体数量减少,马氏体数量增多,QP钢的强度增加,塑性下降。拉伸过程中,QP钢中发生了残留奥氏体向马氏体转变。     

Q&P热处理工艺对C-Si-Mn钢组织性能的影响

对C-Si-Mn冷轧低碳钢进行了淬火与配分(Q&P)处理.利用热膨胀仪、光学显微镜、扫描电镜、电子万能试验机、X射线衍射等实验手段,研究了实验钢奥氏体化温度和奥氏体化保温时间对相变组织的影响,并探讨了显微组织和力学性能随Q＆P工艺中配分温度和配分时间等工艺参数的变化规律.结果表明,Q&P配分温度和配分时间强烈影响最终残留奥氏体含量.本实验中最佳配分工艺下,残留奥氏体量(体积分数)可以达到10％以上,从而使试验钢具有良好的强塑积.其伸长率约15.5％,抗拉强度为1352 MPa,强塑积可达到21000 MPa·％以上.     

Mn配分行为对低碳高强Q&P钢组织与性能的影响

采用IQ、QP及IQP热处理工艺,研究了预先Mn配分处理对低碳高强QP钢组织和力学性能的影响。结果表明,经IQ工艺处理的钢,由铁素体-珠光体的初始组织转变为铁素体-马氏体两相组织,转变过程中C、Mn元素不断向奥氏体内扩散,转变结束时C、Mn元素在奥氏体内呈现明显的富集现象。对于QP工艺,随着碳配分时间的延长,钢的抗拉强度都不断降低,伸长率先增加后减小,碳配分时间为60 s时,试样中残留奥氏体体积分数最大为12%,材料的塑性最优,其强塑积为20 GPa·%;相比QP工艺,由于经IQP工艺处理后Mn元素仍然富集,在相同的碳配分时间下,钢的抗拉强度降低,但伸长率却得到了提高,碳配分时间为120 s时,试样中残留奥氏体体积分数最大为15%,材料的塑性最优,且强塑积达到最大值22 GPa·%。     

退火温度对超细晶Q&P钢力学性能的影响

对传统淬火-配分钢(QP钢)添加合金元素Ni和Nb,并对实验钢采用两相区QP工艺处理,得到了一种超细晶QP钢,分析了实验钢的显微组织和力学性能。结果表明,该种成分钢得到了块状铁素体+块状马氏体+残留奥氏体的混合组织,且晶粒达到了亚微米级别。由于残留奥氏体的相变诱发塑性(TRIP)效应,使得实验钢获得了兼具强度和塑性的优异力学性能。在退火温度为690℃时,实验钢抗拉强度达到1195 MPa,断后伸长率为23.5%,强塑积达到28 GPa·%。