Modeling of Intel-critical Heat Treatment of DP and TRIP Steels

THE characteristic multiphase structure of DP andTRIP steels can be evolved by hot rolling or by postheat treatment.Only this latter case is discussed in thispaper.The transformation processes which result in theexpected microstructure and ratio of constituents arecontrolled by the technological parameters of thetreatment.Although the number of affecting parametersis not so large,the determination of importantparameters'values(intercritical temperature,coolingrate)needs numerous pre-experim…     

临界区回火温度对Fe-4Mn-1.2Cr-0.3Cu-0.6Ni中锰钢微观组织和力学性能的影响

研究了临界区回火温度对Fe-4Mn-1.2Cr-0.3Cu-0.6Ni中锰钢组织与力学性能的影响。通过热轧后直接淬火+临界区回火的工艺制备试验钢。采用光学显微镜(OM)、电子探针显微分析仪(EPMA)的扫描功能、透射电镜(TEM)、拉伸试验及冲击试验等对轧后淬火态和回火态试验钢的显微组织及力学性能进行了表征。结果表明,试验钢热轧后淬火可获得较高位错密度的板条马氏体,经过临界区回火后获得在回火马氏体基体上分布残留奥氏体的复合组织。随着临界区回火温度的升高,试验钢的抗拉强度呈升高趋势,而屈服强度先下降后增加,伸长率的变化趋势与试验钢中的残留奥氏体含量相关,冲击性能随临界区回火温度的升高呈先升高后降低的趋势。630 ℃回火后试验钢的拉伸性能最佳,650 ℃回火后试验钢的冲击性能最佳,确定最佳临界区回火温度区间为630~650 ℃。     

Similar and dissimilar resistance spot welding of advanced high strength steels: welding and heat treatment procedures,structure and mechanical properties

Similar and dissimilar combinations of a 1000 MPa galvanised dual phase (DP) steel and a 980 MPa transformation induced plasticity (TRIP) steel were resistance spot welded under different welding and heat treatment parameters. The microstructure and mechanical properties of spot welds were evaluated using metallographic technique, microhardness and tensile shear tests. The results showed that the tendency to fail in the pullout mode increased in the order of DP/DP, TRIP/TRIP and DP/TRIP welds, which was caused by the different hardness distribution, carbon equivalent and susceptibility to shrinkage void formation of spot welds for different combinations. In the study of the effects of heat treatments on the DP/TRIP welds, the pre-heating procedure improved the splash of welding to some extent. When the cooling time was larger than or equal to 1000 ms, the post-heating procedure improved the mechanical properties of spot welds owing to the temper of spot weld microstructure.     

高强度TRIP钢热轧组织的遗传性

研究了不同热轧工艺对TRIP钢热轧组织与力学性能的影响,以及热轧组织与力学性能对退火后组织与力学性能的遗传性。结果表明:卷取温度对热轧组织与力学性能的影响最大,不同的卷取温度得到了两种不同的热轧组织,①铁素体+珠光体+贝氏体组织,②铁素体+贝氏体+奥氏体组织;第一种热轧组织经过冷轧和退火后晶粒大大的细化,力学性能得到了很大提升,奥氏体含量和含碳量都大幅提升,无组织遗传性。第二种热轧组织退火后组织类型不变,晶粒度变化不大,奥氏体含量和含碳量小幅上升,表现为很强的组织遗传性与力学性能遗传性。     

试验温度对不同工艺下的TRIP钢拉伸性能的影响

研究拉伸试验温度对TRIP钢力学性能的影响规律,对于板带温加工成型的工艺参数探索有重要的参考价值。将A、B两种TRIP钢经过热轧后在盐浴炉中分别保温3 min和5 min,然后在50~350℃进行拉伸试验研究,对比其力学性能变化。结果表明,A、B试样在200℃和250℃拉伸时,抗拉强度因TRIP效应而达峰值,分别达到895 MPa和881 MPa;而伸长率降低不明显,在100℃时,伸长率达到36%和38%。300℃和350℃时,不再发生应变诱导马氏体相变,故抗拉强度、伸长率均降低。B试样因其残余奥氏体更加稳定而具有更显著的TRIP效应,其力学性能优于A试样。     

中碳合金结构钢端淬曲线的非线性方程法模拟

利用余柏海非线性模型模拟计算了中碳合金结构钢的端淬曲线，结果表明，因为该模型未考虑合金元素对钢淬透性影响的交互作用，计算所得复合合金化的中碳钢端淬曲线与实测结果偏差较大。给出了中碳合金结构钢端淬曲线模拟过程中合金元素交互作用的数学模型，引入合金化交互当量参数(L0)，并利用该改进模型对多元合金结构钢的端淬曲线进行模拟计算，结果与文献给出的曲线吻合得较好。     

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利用Gleeble-1500热应力/应变模拟机对TRIP钢进行热模拟试验研究,发现试验钢的最终组织主要由铁素体(F)、贝氏体(B)和残余奥氏体组成。结果表明:加热温度为800℃时,试样的显微组织较为理想;贝氏体等温温度为400℃且等温时间为3 min时,试样的显微组织较为理想,工艺制度最佳。为TRIP钢工艺制定提供了重要指导。     

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 利用Gleeble 3800热模拟试验机，通过研究X70管线钢相变组织形成规律和再结晶规律，进行了两阶段多道次控轧控冷工艺模拟试验，了解优化精轧的开轧温度、终轧温度、穿水后冷却速率和弛豫时间等工艺参数对X70管线钢的微观组织结构的影响。结果表明，在优化后的控轧控冷工艺参数下，X70管线钢得到以针状铁素体为主的均匀细化的理想组织。     

高强度冷轧TRIP钢的工艺改进及组织性能

采用轧制结合Gleeble-3500热模拟试验机模拟连续退火,研究了以低温卷取和中间退火为主要特征的改进工艺对冷轧TRIP钢组织和力学性能的影响。结果表明,低温卷取有利组织细化,中间退火工艺在降低冷轧抗力的同时有利提高钢在最终退火后的残留奥氏体量。等温淬火温度不同时,贝氏体形态与残余奥氏体量均不同,在400～420℃时可获得较高体积分数的残余奥氏体。改进工艺配合适当热处理工艺参数（420℃×5 min）条件下,实验冷轧TRIP钢的抗拉强度达到1030 MPa,总伸长率保持20%,综合性能优良。     

0.2C-5Mn-1.5Al中锰TRIP钢的显微组织及力学性能

利用相变热力学模拟计算,扫描电镜(SEM),X射线衍射仪(XRD),拉伸试验机等设备系统研究了不同退火工艺下0.2C-5Mn-1.5Al中锰TRIP钢的相变特点及组织性能,通过与不添加Al的0.2C-5Mn中锰TRIP钢进行比较,研究了Al对相变规律及工艺与组织性能的影响规律。结果表明:Al添加提高并扩大了临界区温度范围,使得中锰钢可以选择更高的临界退火温度,这有助于加快奥氏体逆相变过程,缩短退火时间;同时Al的添加促进了C,Mn元素的聚集,有效提高了残留奥氏体含量,增强了变形过程中的TRIP效应;随着退火温度的升高,0.2C-5Mn-1.5Al钢的奥氏体含量及伸长率均表现为先增加后减少的趋势,而屈服强度略微下降,拉伸强度持续增加,在760 ℃退火3 min时获得最佳的力学性能:伸长率为32%,强塑积为35 GPa·%,Al的添加有效提高了0.2C-5Mn中锰TRIP钢的综合力学性能。     

0.2C-5Mn-0.5Si-2.5Al中锰钢临界退火后的微观组织及力学性能

利用热力学模拟计算、扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、拉伸试验机等设备研究了不同退火工艺下0.2C-5Mn-0.5Si-2.5Al中锰TRIP钢的相变规律、微观组织及力学性能,分析了Al对相变规律及工艺与组织性能的影响规律。结果表明:添加(质量分数)2.5 %Al后,两相区显著扩大,且A₃温度明显提高,这有助于提高临界退火温度,进而加快奥氏体逆相变过程,有效地提高在较短临界时间(1、3 min)退火后的残留奥氏体含量;因2.5 %Al的添加,微观组织中出现了δ-铁素体;在临界退火温度范围内(760~880 ℃),随着退火温度的升高,屈服强度呈现略微下降趋势,而抗拉强度逐渐增加,退火1 min时伸长率及强塑积随退火温度的增加先升高后降低,而退火3 min时伸长率及强塑积随退火温度升高呈持续下降趋势;试样在760 ℃退火3 min可获得最佳的力学性能,抗拉强度为927.69 MPa,伸长率为50.12%,强塑积为46 503.00 MPa·%。     

含TRIP效应的Fe-18Mn-Si-C热轧TWIP钢的设计与研究

本文采用层错能估算和相图计算的方法,通过增C降Mn的成分优选,设计了Fe-18Mn-0.528Si-0.6C(质量分数,%)实验钢,研究表明,该钢种在室温拉伸变形时会发生γ→ε相变.借助OM,XRD和TEM对热轧实验钢板室温拉伸性能测试前后的组织进行了分析与研究,结果表明:经过1100℃开轧,850℃终轧后空冷的热轧钢板由于孪晶诱发塑性(TWIP)+相变诱发塑性(TRIP,γ→ε)双重效应的作用,实现了抗拉强度超过1 GPa,延伸率大于60%的优良性能,达到了第三代汽车用钢的要求;淬火ε马氏体和应力诱发ε马氏体的存在会导致力学性能下降.     

高品质热轧双相钢的开发

为了提高热轧双相钢的品质,研究了化学成分、轧制工艺、冷却工艺和不同季节水温等参数对热轧双相钢组织和性能的影响。结果表明,无Si成分设计显著提高了热轧双相钢的表面质量;较低的终轧温度和中间保温温度有利于获得更为细小的铁素体组织和弥散的马氏体组织;低的卷取温度（280 ℃）可以获得铁素体+马氏体双相组织;冷却水水温的降低显著提高马氏体含量并提高双相钢的强度。基于上述研究,邯钢实现了系列热轧双相钢的稳定生产,双相钢制作的汽车车轮性能良好。     

低碳高强舰船用钢的CCT曲线及其组织性能

采用Gleeble-3500热模拟试验机、光学显微镜和扫描电镜等研究了低碳高强舰船用钢的连续冷却转变曲线(CCT曲线)及热轧后终冷温度对组织性能的影响。结果表明,试验钢连续冷却转变只发生了铁素体、贝氏体相变。试验钢轧后快速冷却至不同终冷温度立即空冷工艺下,室温组织主要为贝氏体和多边形铁素体,且随着终冷温度降低,贝氏体的含量增多。与直接空冷至室温相比,随着终冷温度提高,试样的强度呈先降低后增加趋势,然而,终冷温度提高到650 ℃时,试样强度却降低。终冷温度为600 ℃时,屈服强度和抗拉强度最高,分别为644.28 MPa和为679.71 MPa,－20 ℃的冲击吸收能量最优,为112 J。     

低Si-Mn含Nb、Ti热轧双相钢的工艺与性能研究

通过实验室热轧试验,研究了工艺参数(终轧温度、层冷开始温度、卷取温度)对低Si低Mn含Nb、Ti热轧双相钢的组织性能的影响。通过合理的工艺控制得到了含有80%～90%的多边形铁素体及10%～20%的岛状马氏体,强度级别为550～600MPa的双相钢。     

热轧工艺对65Mn钢显微组织及力学性能的影响

研究了热轧工艺对65Mn钢组织与性能的影响。采用电子探针显微分析仪(EPMA)和透射电镜(TEM)对热轧组织进行了表征。结果表明:通过控制热轧工艺,可获得珠光体和贝氏体两种初始组织。随着终轧温度和终冷温度的降低,先共析铁素体含量和珠光体体片层间距逐渐减小,强度、硬度逐渐升高。相比珠光体组织,热轧贝氏体组织具有更高的强度,抗拉和屈服强度分别为943 MPa 和648 MPa。     

DP980高强钢连续退火后的组织与性能

研究了不同工艺参数对980 MPa级连续退火双相钢组织及力学性能的影响,利用光学显微镜、透射电镜(TEM)以及拉伸试验对双相钢的微观组织和力学性能进行测试及分析。结果表明:DP980钢的退火组织主要由铁素体、马氏体岛和少量的贝氏体组成,马氏体岛附近的位错密度较高。随着均热温度的升高,DP980钢的抗拉强度呈现先降低后升高的趋势,屈服强度与抗拉强度的趋势一致,伸长率先升高后降低。随着过时效温度的升高,DP980钢的抗拉强度和屈服强度降低,降低幅度较小,伸长率上升,但变化不明显,说明通过调整过时效温度来调控其力学性能的作用较小。     

Nb对中锰TRIP钢临界退火过程中组织演变的影响

采用临界退火热处理工艺,利用场发射扫描电镜(FE-SEM)观察含铌和不含铌的两种热轧中锰TRIP钢在不同退火制度下的碳化物演变行为及铌对中锰TRIP钢微观组织、残留奥氏体体积分数与稳定性的影响。结果表明:试验钢经临界退火处理后获得超细晶铁素体与残留奥氏体复相组织。随着退火温度的提高,残留奥氏体体积分数出现先升高后降低的趋势;随着退火时间的延长,碳化物逐渐溶解,残留奥氏体体积分数逐渐增加,达到平衡后保持不变。Nb元素的加入可细化奥氏体晶粒,延缓碳化物溶解,推迟奥氏体转变,增加膜状奥氏体,提高奥氏体稳定性。     

Role of Dilatometrical Measurements in the Development of Multiphase Steels

Possibilities of means of dilatometry in connection with production of multiphase (DP- and TRIP-) steels were examined in detail. These steels are characterized by an excellent combination of high strength and good press formability,which are essentially important in the automotive industry. Transformation processes, cooling rates, holding temperatures,composition and technological parameters play a very important role in formation of applicable microstructure of multiphase steels. Dilatometrical experiments were carried out to study the processes of intercritical annealing and hot rolling of several DP- and TRIP-steels.     

终轧温度对443铁素体不锈钢组织、织构及成形性能的影响

通过光学显微镜、EBSD等分析技术,研究了终轧温度对443超纯铁素体不锈钢显微组织、织构、成形性能及抗表面起皱性能的影响规律。结果表明,降低终轧温度有利于促进443钢热轧退火态及冷轧退火态的再结晶,并使冷轧退火态组织更为细小均匀;降低终轧温度可有效强化冷轧退火态的γ纤维织构,是提高r值和杯突值、改善冷轧退火板成形性能、抗表面起皱性能的有效方式。