技术讲座

<正>何谓双相钢,热轧双相钢组织控制特点是什么?双相钢是指低碳钢或低碳合金钢经过临界区热处理或控制轧制工艺而得到的主要由铁素体（F）+少量（体积分数<20%）马氏体（M）组成的高强度钢,也称马氏体双相钢,其组织特征是在延伸性好的铁素体基体上分布一定比例的强硬马氏体。双相钢具有良好的强塑性匹配和冷变形性能及综合机械性能。     

热轧双相钢的发展

1 前言热轧双相钢是由一定成分的低碳或低合金钢经控轧和控冷而得到具有铁素体和马氏体双相组织的钢。这种钢有75％～85％的铁索体及15％～25％的弥散于铁素体基体的岛状马氏体。同时,保留少量的残余奥氏体。     

马氏体的分布对双相钢微观变形行为和力学性能的影响

通过工艺设计,对工业20钢进行了分级淬火(SQ)和临界区退火(IA)热处理,获得了马氏体体积分数相近、但马氏体分别呈离散分布和连续分布的2种双相钢.对它们的拉伸/冲击力学性能进行了表征;应用数字图像相关(DIC)方法获得双相钢的微观应变分布,并结合表面微裂纹分析,揭示了2种双相钢的不同变形断裂机制.SQ双相钢展现出较低的强度,但具有更好的塑性与冲击韧性,这源于铁素体较大变形松弛了马氏体在变形中产生的应力集中;而IA双相钢中铁素体变形受到周围马氏体的阻碍,铁素体相对小的变形不能有效松弛变形马氏体的应力,使裂纹优先在马氏体中产生,因而IA双相钢具有高强度和低塑性.     

热变形及冷却条件对0.1%C-2%Si钢双相组织形成的影响

研究了热变形及冷却条件对0.1％C-2％Si钢双相组织形成的影响。结果表明:终轧温度与冷却速度影响钢的双相组织形成及最终马氏体与铁素体双相组织相对量;通过控轧、控冷,0.1％C-2％Si钢可获得理想的铁素体加～20％马氏体热轧双相组织。     

热轧C-Si-Mn系双相钢的显微组织和力学性能

热轧双相钢是指低碳或低合金钢通过临界区热处理或控轧控冷工艺得到的主要由铁素体和少量马氏体组成的高强度钢。测定了C-Si-Mn系热轧双相钢的显微组织和力学性能,以研究二者之间的关系。结果显示,铁素体和马氏体强度是影响该热轧双相钢力学性能的主要因素。建立了热轧双相钢力学性能的数学模型,该模型可以作为预测热轧双相钢力学性能的理论依据。     

八十年代的产品—高强度高塑性双相钢

高强度高塑性双相钢是一种以多边形铁素体为基体,包含着10—20％马氏体的钢。其加工性能良好,突破了高强度钢难于冲压成型的关键。因而可用较簿的钢板代替低碳钢冲制汽车部件,减少汽车重量6—10％,有些部件则可减轻30％。在1980年10月国际钢铁协会(IISI)的会议上,双相钢被认为是钢材与其它材料竞争的主要武器。本文根据国外报道,综合介绍双相钢的组织和性能特征、冶炼、轧制和热处理工艺要点以及目前的应用概况。     

双相钢显微组织研究进展

一、概述低碳钢或低合金高强度钢经临界区处理或控制轧制得到由铁素体和马氏体构成的钢叫双相钢。这种钢屈服点低、初始加工硬化速率高、强度与延性匹配好。已成为强度高、成形性好的新型冲压用钢。双相钢的特点是由其双相组织决定的,因此人们对双相钢的显微组织进行了大量研究。以期建立组织和性能的关系,并找出控制和饮进性能的组织因素。文献[1]描绘了双相钢的光学显微组织为在连续的铁素体基体中孤立分布马氏体岛;随后许多研究者对双相钢的显微组织,马氏体岛的精细结构、铁素体中位错组     

高强度冷轧热镀锌用双相钢组织及性能研究

在实验室试制了高强度冷轧热镀锌用双相钢,并且优化了模拟连续镀锌退火工艺.利用扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)以及电子背散射(EBSD)观察了双相钢组织及其微观结构,探讨了不同退火温度对双相钢力学性能和组织的影响规律.研究结果表明,试制的冷轧双相钢具有高的强度和良好的延伸率,其组织主要由板条马氏体和铁素体两相组成,铁素体晶粒间多为大角度晶界,有一半以上的晶粒都是{111}//Z型取向.     

热变形及冷却条件对0.1%C—2%Si多双相组织形成的影响

研究了热变形及冷却条件对０．１％Ｃ－２％Ｓｉ钢双相组织形成的影响。结果表明：终轧温度与冷却速度影响钢的双相组织形成及最终马氏体与铁素体双相组织相对量;通过控轧、控冷,控冷,０．１％Ｃ－２％Ｓｉ钢可获得理想的铁素体加～２０％马氏体热轧双相组织。     

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。     

CSP工艺生产C-Mn-Cr、C-Mn-Si双相钢组织性能对比

采用C-Mn-Cr系和C-Mn-Si系合金成分在武钢CSP生产线上进行了DP580双相钢的生产试制,并对两种双相钢的力学性能和微观组织进行了分析和比较。结果表明,两种双相钢的铁素体晶粒尺寸相近;C-Mn-Cr系双相钢的马氏体岛较为粗大,马氏体分数较高,约为20%～30%;与C-Mn-Cr系双相钢相比,C-Mn-Si系双相钢的岛状马氏体更加细小,分布更加均匀,马氏体分数在15%～20%之间。两种双相钢的屈服强度相近,抗拉强度均在580MPa以上。C-Mn-Si系合金成分更适合于试制DP580级低成本双相钢。     

考虑几何必需位错非均匀分布的双相钢细观力学行为模拟

铁素体(F)-马氏体(M)双相钢在生产过程中由马氏体相变造成的铁素体内部的几何必需位错(GND)会保留在最终的材料组织中,而由GND非均匀分布导致的材料局部硬化效应使得铁素体晶粒内部的性能分布同样呈现非均匀特性.为了量化GND局部硬化效应对双相钢力学性能的影响,本文通过电子背散射衍射(EBSD)实验测定与数据分析确定了储存在双相钢微观组织中的GND分布特征,并进行了参数化处理.使用微观组织重构算法构建了具有F-M和F-F硬化层的双相钢代表性体积单元(RVE)模型,并对双相钢在拉伸变形下的细观力学行为进行了模拟,模拟结果显示的组织变形特征及得到的整体应力-应变曲线与实验结果基本相符.     

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。     

0.21C-0.46Si-1.4Mn网状异构组织双相钢的力学性能及加工硬化行为

基于“材料素化”的理论，以普通低碳钢为原材料，引入异质结构的微观设计理念，通过循环退火+亚临界淬火的热处理工艺制备马氏体包裹铁素体的网状异构组织双相钢，观察并研究了马氏体分布形貌以及马氏体体积分数对试验钢拉伸力学性能的影响。结果表明：网状马氏体-铁素体异构组织双相钢在室温下的拉伸强度可达1084.15～1392.24 MPa,总伸长率为7.47%～8.94%,并且兼具较低的屈强比。采用Hollomon、DC-J(Differential Crussard-Jaoul)、修正MC-J(Modified C-J)三种分析模型研究了试验钢的应变硬化特性和不同阶段的应变硬化机制。结果表明双相钢的加工硬化指数与其结构特征息息相关，MC-J分析模型相较于其他两种模型，对双相钢的加工硬化更为敏感，具有三级变形行为。在准静态室温拉伸下，网状异构双相钢具有良好的加工硬化能力，随着马氏体体积分数的增加，双相钢中硬质相马氏体可以更早地发生塑性变形。     

双相20钢的研究

本文研究了经亚温淬火获得的铁素体-马氏体双相20钢的组织性能关系以及冷轧时的形变行为。试验结果表明:双相钢中的铁素体与马氏体同单独存在时的组织性能有明显差异,通常用以估价纤维增强复合材料强度的混合律并不适用。双相20钢的冷轧形变由开始阶段的等应力模型逐渐向等应变比模型过渡,形变强化则由两相间的不等强化状态逐渐向等强度比状态演变。文中提出了冷轧时形变行为的综合图,能够清楚地描述双相20钢中两相组织及性能相对变化的全过程。     

A STUDY ON DUAL-PHASE STEEL 20

本文研究了经亚温淬火获得的铁素体-马氏体双相20钢的组织性能关系以及冷轧时的形变行为。试验结果表明:双相钢中的铁素体与马氏体同单独存在时的组织性能有明显差异,通常用以估价纤维增强复合材料强度的混合律并不适用。双相20钢的冷轧形变由开始阶段的等应力模型逐渐向等应变比模型过渡,形变强化则由两相间的不等强化状态逐渐向等强度比状态演变。文中提出了冷轧时形变行为的综合图,能够清楚地描述双相20钢中两相组织及性能相对变化的全过程。     

马氏体体积分数对热轧双相钢力学性能和n值的影响

通过热轧和模拟超快冷试验,试制出780 MPa级热轧双相钢,研究了马氏体的含量、形貌、分布对热轧双相钢力学性能和n值的影响。结果表明,试验钢经850℃终轧后,组织为铁素体+马氏体,抗拉强度853 MPa,屈服强度464 MPa,屈强比0.54,伸长率19.5%,n值0.14,达到热轧DP780性能要求。在高马氏体含量下(28.2%),随着马氏体含量的增加,组织中的马氏体由弥散分布的片状马氏体逐渐转变为连续的板条状马氏体,马氏体的尺寸逐渐增加;而多边形铁素体部分转变为准多边形铁素体,铁素体尺寸逐渐减小。热轧双相钢的强度和屈强比逐渐提高,而伸长率和n值逐渐降低。     

低碳Mn-Cr冷轧热镀锌双相钢的组织性能研究

以低碳Mn-Cr冷轧热镀锌双相钢为对象,研究了两相区不同加热温度下钢的组织特征和力学性能。结果表明,钢的组织由铁素体和马氏体岛组成,马氏体岛在铁素体基体上均匀弥散分布,马氏体岛中有微孪晶存在,且在靠近马氏体岛相界的铁素体中存在非连续的(Fe,Cr,Mn)xCy析出物。随加热温度的升高,钢的屈服强度和伸长率明显升高,抗拉强度下降。     

20双相钢的组织与性能

本文研究20钢以不同的前处理状态,在亚温区淬火后,获得铁素体——马氏体双相钢的组织与性能的关系,结果表明:双相钢的组织形态及马氏体相所占的体积百分比对力学性能有着决定性的作用。随马氏体体积百分比增加,σ_b、σ_(0.2)、屈强比等值增加,塑性指标6％降低。此外,前处理状态不同,双相钢的组织形态也不同,前处理为淬火态的双相组织中,马氏体呈细散小岛状,形成类似纤维状的组织,屈强比最小,延伸率最大,最适于做成型性材料。     

EFFECT OF HEAT-TREATMENT ON COERCIVITY OF DUAL PHASE STEEL

<正> 主要由铁素体和岛状马氏体组成的双相钢,因其具有优良的成型性和较高的强度已引起人们广泛的注意。近十余年,对这类钢的组织和性能间的关系作了大量研究,并确定了力学性能(如抗拉强度)与组织构成(如马氏体的体积分数、马氏体中含碳量等)有一些定量关系,但尚未涉及矫顽力H_c这个参量。本文报道临界区退火和低温回火工艺对双相钢H_c影响的实验结果。 试验用钢为1.2mm厚的09MnNb冷轧板,化学成分(wt-％)为