双相钢中相硬化和相软化现象

本文对铁素体加马氏体及奥氏体加马氏体两类双相钢中软相(铁素体、奥氏体)的相硬化及硬相(马氏体)的相软化现象进行了研究。结果表明,软相的硬化及硬相的软化是双相钢中普遍存在的现象。在铁素体—马氏体双相钢中,铁素体的相硬化原因是奥氏体向马氏体转变时由于体积效应致使铁素体产生塑性变形,造成较高的位错密度,从而提高了硬度。马氏体相软化的原因较为复杂:①双相钢中马氏体内孪晶数量较相同含碳量的单相马氏体为少;②马氏体内靠近铁素体处位错密度偏低。在马氏体岛内存在一些不规则形状的铁素体微区,也是造成马氏体实测硬度偏低的一个原因。     

回火对C-Si-Mn系双相钢组织与性能的影响

在实验室研究了回火温度对C-Si-Mn双相钢力学性能与显微组织的影响.力学性能测定结果表明,250℃以下的低温回火,对改善双相钢的伸长率具有良好作用,但是其它力学性能的变化不明显.高于300℃的高温回火对改善双相钢的延性作用不大,但会引起双相钢的屈服强度升高,抗拉强度、加工硬化与烘烤硬化值降低,使双相钢性能恶化.扫描电镜与透射电镜的观察结果表明,低温回火双相钢的显微组织变化不明显,马氏体为板条状,马氏体前沿的铁素体基体中分布着大量的可动位错,高温回火双相钢的显微组织则有较大变化,马氏体分解,边界变得模糊,岛内出现碳化物颗粒,铁素体中的位错密度减小,位错线附近出现粗大的析出物.高温回火后,马氏体的分解软化以及铁素体中位错密度减小是导致双相钢性能恶化的主要原因.     

回火对碳素双相钢拉伸性能的影响

本文研究了不同马氏体含量的双相10号及20号钢经80～500℃回火后拉伸性能的变化。结果表明,随回火温度的升高,两种双相钢的抗拉强度均明显下降,而延伸率大为提高。屈服强度在低于160℃回火时略有升高而后下降。高于120℃回火时,屈服平台开始出现并不断增大。剪切滞后分析证实,回火后双相钢强度的下降由两部分组成,即马氏体和铁素体分别承受的载荷的下降。马氏体含量和马氏体合碳量的增高,会使前者所占的比份增大。马氏体的软化本身还减弱了铁素休的相硬化和加工硬化能力,因而对双相钢强度的降低有着重要的影响。马氏体含碳量越高,这种回火效果越明显。低温回火时延性的改善主要归因于铁素体中间隙原子的析出。随回火温度的升高及淬火态马氏体含碳量的增多,马氏体软化则逐渐成为双相钢延伸率大幅度提高的主要原因。     

临界区处理对低碳Mn-V钢Bauschinger效应的影响

本文研究了临界区处理对低碳Mn-V钢Bauschinger效应(以下简称BE)的影响。结果发现,正火状态的低碳Mn-V钢的应力应变曲线的Lüders带区的BE大于加工硬化区,并且在Lüders应变区没有永久软化。临界区处理消除了正火状态低碳钢应力应变曲线上的Lüders带,降低了BE的应变参量,提高了BE的能量参数和永久软化;分析了引起这种变化的原因,讨论了各BE参量(特别是Bauschinger能量参量)的物理意义。     

双相钢激光焊管的焊缝组织演变及扩口性能研究

介绍了马氏体含量不同的双相钢(DP590和DP780)激光焊管的焊缝组织演变,研究了焊缝硬度分布特征及其对扩口性能的影响。结果表明:激光焊缝的熔合区存在明显硬化,组织为单一的马氏体,DP780钢热影响区出现了显著的软化,DP590钢无软化区存在,造成这一差别的原因在于两者马氏体含量不同;软化区的存在导致DP780钢激光焊管的扩口率急剧下降,仅为DP590钢的10%左右;建立了焊管扩口的数值模型,模拟结果与试验结果相吻合。     

双相钢中马氏体相变特征的研究

本文根据双相钢中马氏体显微组织特征和相变特点,通过热力学分析,提出了双相钢中马氏体相变驱动力及M_s计算公式。用膨胀仪实测了双相钢中马氏体相变开始温度M_s,及终了温度M_f,实测的M_s值与理论计算值符合较好。还发现M_s和M_f不仅与马氏体含碳量有关,而且随马氏体含量的升高而降低。     

双相钢的发展前景

在低碳钢中加入适量的合金元素,采用合适的工艺制度,可获得铁素体-马氏体组织的双相钢。双相钢与其它组织钢相比,有最高的强韧性能,这是由马氏体和铁素体的强度以及马氏体的体积份数所决定的。双相钢有优越的深冲性能,典型的双相钢其屈强比为0.5。还有良好的疲劳性能、焊接性能和耐腐蚀性能。因此双相钢将得到迅速的发展。     

双相钢中马氏体相变特征的研究

本文根据双相钢中马氏体显微组织特征和相变特点,通过热力学分析,提出了双相钢中马氏体相变驱动力及M_s计算公式。用膨胀仪实测了双相钢中马氏体相变开始温度M_s,及终了温度M_f,实测的M_s值与理论计算值符合较好。还发现M_s和M_f不仅与马氏体含碳量有关,而且随马氏体含量的升高而降低。     

双相钢中混合物定律的适用性(一)

本文对双相钢中混合物定律的适用性及其与微观组织特征的关系进行了研究。结果指出,在一级近似下,双相钢的强度是马氏体体积分数的线性函数,而与马氏体中碳含量无关,是随退火温度升高、马氏体的体积分数增加、马氏体的硬度下降、铁素体硬度升高的综合结果。双相钢中的混合物定律为:式中λ是小于1的常数。λ受马氏体的硬度、早期失效、铁素体硬化等因素影响,以此公式容易解释按混合物定律计算的双相钢强度值和实测值之间的偏离。     

热处理工艺对冷轧热镀锌双相钢组织与性能的影响

在实验室试制了热镀锌冷轧DP590双相钢,分析了临界区退火温度对双相钢组织性能的影响,并将同种成分的实验室试制双相钢与工业生产双相钢的组织性能作对比,结果表明:热镀锌双相钢在镀锌段易出现贝氏体组织,且随临界区温度的上升,贝氏体组织含量增多,双相钢的强度上升,而塑性下降;工业试制双相钢,贝氏体和马氏体交互附着在铁素体晶界上,它们的体积分数约占29%,抗拉强度为610MPa,伸长率为31.5%,各项性能符合要求。研究得出,通过控制第二相(马氏体+贝氏体)体积分数和分布形态,能够充分改善热镀锌双相钢的力学性能。     

热轧双相钢DP600关键工艺技术

在热轧双相钢中,终轧温度、卷曲温度、控冷时间和控冷温度对铁素体晶粒的大小和马氏体的形态、分布和含量都有重要影响,直接影响双相钢力学性能。通过对双相钢动态CCT曲线的模拟,制定出了合理的工艺制度,系统分析了热轧双相钢DP600热轧生产过程中终轧温度、卷取温度、控冷时间和控冷温度对双相钢的影响,对热轧双相钢的关键技术参数进行了研究,最终确定了合适的双相钢热轧生产工艺。     

退火工艺对Nb-V微合金化双相钢组织性能的影响

为了进一步提升双相钢性能、探究Nb-V元素复合添加对双相钢组织性能的影响,在实验室研发了Nb-V微合金化的冷轧双相钢。利用连退模拟试验机、扫描电镜等设备,系统地研究了退火温度和过时效温度对双相钢组织性能的影响。结果表明,抗拉强度和伸长率随着退火温度的升高变化不大,屈服强度在组织中铁素体含量明显减少后有显著提升;Nb、V元素的添加细化了组织,可以提高综合性能。随着过时效温度的升高,试验钢主要组织由起初低温时的淬火马氏体+回火马氏体变为高温时的粒状贝氏体,残余奥氏体比例也逐渐增大。高温过时效时,试验钢强度的降低主要由回火马氏体的软化造成;低温过时效时,V析出量的增加也对试验钢的强化起到了重要作用。     

退火工艺对Nb-V微合金化双相钢组织性能的影响

为了进一步提升双相钢性能、探究Nb-V元素复合添加对双相钢组织性能的影响,在实验室研发了Nb-V微合金化的冷轧双相钢。利用连退模拟试验机、扫描电镜等设备,系统地研究了退火温度和过时效温度对双相钢组织性能的影响。结果表明,抗拉强度和伸长率随着退火温度的升高变化不大,屈服强度在组织中铁素体含量明显减少后有显著提升;Nb、V元素的添加细化了组织,可以提高综合性能。随着过时效温度的升高,试验钢主要组织由起初低温时的淬火马氏体+回火马氏体变为高温时的粒状贝氏体,残余奥氏体比例也逐渐增大。高温过时效时,试验钢强度的降低主要由回火马氏体的软化造成;低温过时效时,V析出量的增加也对试验钢的强化起到了重要作用。     

临界区退火前的初始组织对双相钢性能的影响

本文对临界区加热前的初始组织对双相钢性能的影响进行了研究。结果指出:临界区加热前为热锻态组织时,则双相钢的强度比初始组织为正火状态的偏高,延性偏低;显微组织和断口观察指出,初始组织的这种影响,与不同初始组织的双相钢中马氏体相的形态和分布有关。     

DP590双相钢马氏体含量检测方法的改进

通过对DP590双相钢马氏体组织的侵蚀观察及马氏体含量测量经验的总结,完善了双相钢组织的检测方法,利用软件自动选取双相钢马氏体组织并计算其含量,提高了检测效率,便于其在实际生产中广泛应用。     

淬火温度对马氏体/铁素体双相钢组织性能的影响

双相钢具有优异的力学性能,而马氏体/铁素体的含量对其性能具有重要影响。通过实验调节淬火温度制备了不同马氏体体积分数的双相钢,采用金相显微镜对马氏体/铁素体组织形貌及分布进行了定性观察;其次利用电子背散射衍射技术(EBSD)并结合高斯拟合,发现马氏体/铁素体衍射花样衬度呈双峰分布,据此对钢中马氏体体积分数进行了定量统计。结果表明:淬火温度为730℃时,马氏体体积分数仅为19.09%。随淬火温度增加,双相钢中马氏体含量提高;于790℃淬火时,马氏体体积分数达到30.96%,提高了62%。此外,对试验双相钢力学性能进行对比分析发现:随淬火温度升高,双相钢的抗拉强度明显提高,屈服强度也呈上升趋势,这主要与马氏体含量增加有关;而双相钢延伸率显著降低,这主要是由于铁素体含量减少,且形貌由利于变形的针状转变为多边形所致。     

双相钢中混合物定律的适用性(二)

基于不连续纤维强化的复合材料混合物定律,考虑到马氏体中含碳量(即马氏体的强度)以及马氏体相变引起铁素体的强化等因素对混合物定律中修正系数的影响,双相钢中的混合物定律可表示为用此公式对不同临界区温度处理后的双相钢的抗拉强度进行了计算,计算值与试验值比较一致。进一步阐明了双相钢的强化本质、有关各因素的交互作用与它们对强化作用的影响。     

热镀锌双相钢应变硬化特性研究

研究了热镀锌双相钢的应变硬化特性,以及微观组织形态、锌层结构、拉伸条件等因素对应变硬化特性的影响。结果表明,典型的热镀锌双相钢拉伸曲线具有明显的阶段性。随着双相钢中马氏体含量的增加,材料的应变硬化指数快速下降;应变硬化指数与屈服强度呈现明显的负线性相关关系;合金化后的应变硬化指数有所降低,不同的拉伸速率、拉伸方向对应变硬化指数影响不显著。     

双相钢的特征与生产工艺

一、双相钢的发展概况钢中“相”甚多,理论上可以把任何两个“相”所组成的钢都叫双相钢。但在实用中一般只把铁素体,马氏体,奥氏体三相中两个“相”并存的称为双相钢,目前工业上应用的双相钢有两大类,一是80%左右铁素体和20%左右马氏体组成的高强度,高成型性双相钢,一是铁素体加奥氏体或马氏体加奥氏体组成的双相钢,本文所介绍的是前一种高成型双相铂。这种双相钢同高强度钢相比,具有屈服强度低,延伸率高的特点;同软钢相比,又具有抗张强度高,无屈服平台的优点,它的     

双相钢变形与断裂特性的研究

本文对双相钢的变形和断裂特性进行了研究。用计算机对双相钢单轴拉伸下的变形特性进行了计算,发现双相钢均匀变形阶段存在着双扎特性。根据分析和显微组织的观察结果,本文提出:Ashby-Mileiko综合变形理论来描述双相钢的初始加工硬化和均匀应变硬化特性。用缺口棒四点弯曲法测定了双相钢的解理断裂应力σf;根据解理断裂温度下断口形貌,微裂纹萌生、扩展与显徽组织的关系,得出双相钢的裂纹扩展途径,根据σf与断裂单元的测定结果,得出了σf=0.33 19.33C~(-1/2)的回归关系式,提出了双相钢的解理断裂的应力扩展控制模型。按照综合变形理论和应力扩展控制模型,提高双相钢初始加工硬化速率、均匀延伸和σf的途径是:在保持合理的马氏体体积分数下,降低马氏体岛的直径和铁素体晶粒尺寸,增加马氏体岛中板条马氏体量,尽可能使马氏体岛分布均匀。