Fe-8Mn-xAl-0.2C冷轧中锰钢的组织与性能

利用场发射扫描电镜、电子背散射衍射技术、X射线衍射仪及电子万能试验机等对Fe-8Mn-xAl-0.2C(x=0, 3)冷轧中锰钢的微观组织与性能进行了研究。结果表明,Al的添加使奥氏体化温度明显升高。经高温临界区退火后得到了等轴的奥氏体与铁素体双相组织。添加Al提高了奥氏体的稳定性,影响了试验钢变形过程中的应变硬化行为,材料塑性得到改善。Fe-8Mn-0.2C冷轧试验钢在625℃退火获得了最优综合力学性能,抗拉强度为1220 MPa,伸长率为44%,强塑积为54 GPa·%;Fe-8Mn-3Al-0.2C冷轧试验钢在710℃退火获得了最优综合力学性能,抗拉强度为970 MPa,伸长率为58%,强塑积为56 GPa·%。此外,Al的添加扩大了试验钢获得优异力学性能的退火温度范围。     

碳锰元素含量对中锰钢相变规律及热轧组织性能的影响

中锰钢为新一代先进高强钢，为使其组织获得合适的各相比例，得到理想的力学性能，对C、Mn元素含量的增加所引起的相变规律的变化及对后续加工过程的影响进行了研究。设计了4种化学成分的中锰钢，采用热膨胀仪、SEM、拉伸实验机、XRD测定分析了C、Mn元素含量增加对实验钢相变规律及热轧组织性能的影响。结果表明：C、Mn元素含量的增加能降低实验钢的Ac₁和Ac₃温度，提高其淬透性，同时使C曲线右移。当Mn质量分数为5%时，1^#钢临界冷却速率低于0.5℃/s,其热轧后微观组织由贝氏体、马氏体和少量奥氏体组成，基体上弥散分布着大量的细小碳化物；将C质量分数由0.10%增加至0.15%,2^#钢热轧后残余奥氏体体积分数由4.81%增加至9.48%,强塑积由12.2 GPa·%提升至19.0 GPa·%。而当Mn质量分数为7%时，3^#钢临界冷却速率低至0.05℃/s以下，其热轧后基体组织为马氏体结构；将C质量分数由0.10%增加至0.15%,4^#钢热轧后残余奥氏体体积分数由8....     

退火温度对中锰Q&P钢组织性能的影响

采用连续退火模拟机CCT-AY-Ⅱ对中锰QP钢(0.2C-5Mn-1.5Si中锰钢,锰含量4.92%)进行热处理实验,利用SEM、EBSD、拉伸试验以及X射线衍射法研究了不同退火温度对中锰QP钢的组织和力学性能、残留奥氏体含量的影响。结果表明,随退火温度的升高,抗拉强度逐渐升高,屈服强度逐渐降低,伸长率和强塑积先升高后降低,在660℃奥氏体化QP处理后力学性能最佳,抗拉强度为1040 MPa,断后伸长率为33.7%,强塑积达35.9 GPa·%;残留奥氏体体积分数随着退火温度的升高逐渐增多,最高达25%;试验钢对两相区奥氏体化温度非常敏感,稍高或稍低的退火温度都会导致强塑积的急剧下降,而在650~670℃之间退火时强塑积可达30.0 GPa·%以上。     

临界退火温度对热轧7Mn钢组织和性能的影响

利用扫描电镜、透射电镜、背散射电镜及拉伸试验研究了临界退火温度对热轧7Mn钢(Fe-7%Mn-0.3%C-2%Al,质量分数)组织和力学性能的影响。结果表明:当退火温度低于700℃时,逆转变奥氏体含量随退火温度的升高而增加;退火温度高于700℃后奥氏体含量随之逐渐降低。奥氏体的稳定性随退火温度的升高单调下降。热轧7Mn钢的屈服强度随退火温度的升高逐渐降低,而抗拉强度则不断增加;均匀伸长率和总伸长率在720℃退火时达到最高,此时材料的强塑积达到最优,为61.8 GPa·%。断口显微组织表明,热轧7Mn钢在680~720℃退火后呈现韧性断裂,而在750℃退火后有沿晶断裂的倾向。     

退火温度对冷轧Fe-0.4C-10Mn-6Al高强钢组织与力学性能的影响

通过光学显微镜、扫描电镜、电子万能拉伸试验机、X射线衍射以及背散射电子衍射等技术方法研究了退火温度对冷轧态Fe-0.4C-10Mn-6Al高强钢的组织与力学性能的影响。结果表明,试验钢冷轧后的微观组织主要为δ-铁素体、α-铁素体、奥氏体、马氏体与碳化物,退火后的组织主要由δ-铁素体、α-铁素体、奥氏体与碳化物组成,其中奥氏体含量因马氏体逆转变而随着退火温度升高而增加。随着退火温度的升高,屈服强度、抗拉强度均逐渐降低,伸长率逐渐提高。当退火温度达到800 ℃时,试验钢的强塑积达到27.84 GPa·%,有较好的综合力学性能。     

奥氏体化温度对TAM钢力学性能及微观组织影响北大核心CSCD

通过奥氏体化预处理、两相区临界退火以及贝氏体等温处理这3个过程制备了含退火马氏体组织的TRIP钢(TAM钢),利用拉伸试验机、扫描电镜、透射电镜以及X射线衍射对其力学性能和微观组织进行了表征,在此基础上研究了奥氏体化预处理温度对力学性能及微观组织的影响规律。结果表明,含退火马氏体组织的TRIP钢,具有良好的断后伸长率和强塑积,尤其是在奥氏体化预处理温度为950℃时,其断后伸长率高达40%以上,强塑积高达27 GPa·%;其微观组织由铁素体、贝氏体、残留奥氏体以及退火马氏体构成,退火马氏体精细结构呈现板条状,板条间存在残留奥氏体;奥氏体化预处理温度对残留奥氏体体积分数没有显著影响,但对最终组织中的退火马氏体体积分数以及晶粒大小有显著影响。     

临界退火温度对冷轧0.11C-7.05Mn钢组织性能的影响

利用SEM、TEM、XRD和拉伸试验机研究了0. 11C-7. 05Mn-0. 27Si中锰钢的组织和力学性能。结果表明,退火温度影响试验钢的再结晶过程与逆转奥氏体稳定性。570℃退火的组织中含有部分变形组织,再结晶不完全,630℃退火冷却的组织中逆转奥氏体部分相变为马氏体。残留奥氏体体积分数随退火温度的增加而增加,在630℃达到最大值22. 67%。600℃退火时试验钢的综合力学性能最优,抗拉强度(R_m)为901. 74 MPa,断后伸长率(A_(80))为23. 34%,强塑积(R_m×A)为21. 05 GPa·%。     

奥氏体化温度对TAM钢力学性能及微观组织影响

通过奥氏体化预处理、两相区临界退火以及贝氏体等温处理这3个过程制备了含退火马氏体组织的TRIP钢(TAM钢),利用拉伸试验机、扫描电镜、透射电镜以及X射线衍射对其力学性能和微观组织进行了表征,在此基础上研究了奥氏体化预处理温度对力学性能及微观组织的影响规律。结果表明,含退火马氏体组织的TRIP钢,具有良好的断后伸长率和强塑积,尤其是在奥氏体化预处理温度为950℃时,其断后伸长率高达40%以上,强塑积高达27 GPa·%;其微观组织由铁素体、贝氏体、残留奥氏体以及退火马氏体构成,退火马氏体精细结构呈现板条状,板条间存在残留奥氏体;奥氏体化预处理温度对残留奥氏体体积分数没有显著影响,但对最终组织中的退火马氏体体积分数以及晶粒大小有显著影响。     

淬火加热温度对超细晶Q&P钢组织性能的影响

研究了淬火加热温度对超细晶Q&P钢微观组织、元素分布、残留奥氏体体积分数和力学性能的影响。结果表明,当淬火加热温度升高时,铁素体含量逐渐减少,马氏体含量升高,残留奥氏体含量呈现先增加后减少的趋势,高淬火加热温度下C元素的扩散速率加快,残留奥氏体的机械稳定性更好。软相铁素体的存在为试验钢提供了良好的韧性。当淬火加热温度为820 ℃时,Q&P钢的综合力学性能最好,抗拉强度为863 MPa,伸长率为26.1%,强塑积为22.5 GPa·%。     

退火温度对中锰TRIP钢组织和性能的影响

利用光学显微镜、扫描电镜、电子万能拉伸机和EBSD、XRD分析技术研究了中锰TRIP钢热轧后不同退火温度对组织和性能的影响。结果表明,经过热轧后,组织中有δ-铁素体条带、马氏体和残留奥氏体。当退火温度从600 ℃增加到900 ℃时,屈服强度由610.3 MPa下降到496.7 MPa,抗拉强度从757.3 MPa下降至630.4 MPa。热轧试验钢在700 ℃退火时伸长率最大,为44.9%。从整体上看,当热轧试验钢在700 ℃退火后综合力学性能最优,强塑积最高,为33.8 GPa·%。     

配分温度对0.2C-2.96Mn-1.73Si钢组织和力学性能的影响

对0.2C-2.96Mn-1.73Si钢进行IQP(Intercritical heating quenching and partitioning)处理,获得超细化铁素体、马氏体和残留奥氏体多相组织。采用SEM、XRD和拉伸试验机研究了配分温度对试验钢显微组织和力学性能的影响。结果表明,随配分温度的升高,试验钢的抗拉强度逐渐下降,屈服强度和伸长率均先增大后减小。试验钢中残留奥氏体含量随配分温度的升高呈先增加后降低的趋势。配分温度为400 ℃时,残留奥氏体的含量最高,TRIP效应能够提供持久的加工硬化,试验钢获得了最高的均匀变形能力,抗拉强度为1444 MPa,伸长率为20.13%,强塑积达到29 GPa·%,综合力学性能最佳。     

压下率对两相区温轧淬火配分中锰钢组织性能的影响

采用SEM、TEM、XRD、室温拉伸等手段,研究了0.1C-7.2Mn钢两相区温轧淬火配分处理钢的组织形貌、碳化物析出、残留奥氏体体积分数及其中的C含量及力学性能。结果表明,随着温轧压下率的增大,两相区温轧淬火配分处理后试样的马氏体板条得到细化并逐渐平行于轧制方向;两相区温轧淬火配分处理后试样的显微组织由马氏体和残留奥氏体组成,并且有碳化物析出;随着温轧压下率的增大,碳化物的平均尺寸粗化,残留奥氏体的体积分数逐渐升高,并且残留奥氏体中的C含量先升高后降低,屈服强度和抗拉强度均先升高后降低,伸长率先降低后升高。当温轧压下率为80%时,强塑积达到最高31.50 GPa·%。     

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。     

淬火配分处理对锻态Fe-0.2C-9Mn-3.5Al钢显微组织及力学行为的影响

分析了淬火配分处理对锻态Fe-0.2C-9Mn-3.5Al钢显微组织及力学行为的影响。结果表明,热处理态试验钢主要由块状δ-铁素体、马氏体和板条状残留奥氏体等多相构成;残留奥氏体的体积分数随等温淬火温度升高而增大,在310 ℃时达到峰值;310 ℃等温淬火后在400 ℃配分3 min时可以获得较优的综合力学性能,抗拉强度和断后伸长率分别为1175 MPa和21.50%,强塑积达到25.26 GPa·%;应力-应变曲线中存在着明显的“锯齿”状起伏,可能与亚稳态的残留奥氏体集中转变为马氏体有关。     

淬火后的逆相变退火温度对5%Mn冷轧中锰钢组织与性能的影响

对5%Mn冷轧中锰钢进行930 ℃×20 min淬火后再进行660、665、675、685 ℃保温30 min的逆相变退火处理,并用光学显微镜、扫描电镜、X射线衍射仪等研究退火温度对中锰钢组织和力学性能的影响。结果表明:5%Mn冷轧中锰钢经过高温淬火和逆相变退火后的组织为超细晶铁素体、板条马氏体和奥氏体。随着逆相变退火温度由660 ℃增加至685 ℃,奥氏体含量先增加后降低并在665 ℃逆相变退火后达到最大值,抗拉强度持续增加,屈服强度先升高后降低并在675 ℃退火时达到最大,伸长率先升高后降低并在665 ℃时达到最大值。综合来看,5%Mn中锰钢冷轧板经过930 ℃×20 min淬火和665 ℃×30 min逆相变退火后的综合力学性能最佳,此时奥氏体体积分数为24.24%,抗拉强度为980 MPa,伸长率为23.68%,强塑积达到了23.21GPa·%。     

Q&P工艺对22MnB5钢微观组织及力学性能的影响

利用光学显微镜、拉伸试验机、扫描电镜、XRD和EBSD等手段对22MnB5钢的微观组织及力学性能进行了表征,并重点分析了一步法Q&P工艺处理后的22MnB5钢中残留奥氏体含量及残留奥氏体中碳含量与力学性能的关系。结果表明：采用一步法Q&P工艺,可以获得抗拉强度超过1400 MPa,伸长率超过15%的超高强度22MnB5钢板。随着淬火温度从240 ℃升高至300 ℃,22MnB5钢的组织由马氏体转变为马氏体+残留奥氏体复相组织,试样中的残留奥氏体含量逐渐增加。相同配分温度延长配分时间,残留奥氏体含量呈现先增加后降低趋势。不同热处理工艺下残留奥氏体中的平均碳含量为1.49wt%。采用一步法Q&P热处理工艺可以使残留奥氏体中富集碳,提高残留奥氏体稳定性,强塑积可以达到22.14 GPa·%。     

淬火温度对中锰QP钢组织和性能的影响

采用部分奥氏体化-淬火-配分工艺对中锰钢进行热处理,研究不同淬火温度对微观组织和力学性能的影响。试验结果表明:随着淬火温度的升高,试验钢的伸长率先升高后降低,而抗拉强度却逐渐降低。淬火温度为140 ℃时,试验钢中一次马氏体和新生马氏体的体积分数之和最大,因此抗拉强度最高。淬火温度为180 ℃时,试验钢中残留奥氏体的体积分数最大,伸长率最高,综合力学性能最好,强塑积最高为30 328.2 MPa·%。而淬火温度升到200 ℃时,由于试验钢中残留奥氏体的含量减少以及新生马氏体的硬度降低,其伸长率和抗拉强度均降低。     

配分时间对Q&P钢组织及性能的影响

在传统C-Mn-Si钢的基础上,采用在线热处理,并通过光学显微镜、扫描电镜、拉伸试验等对一步淬火配分处理后试验钢的微观组织及力学性能进行了研究,且讨论了配分时间对材料组织性能的影响。结果表明:试验钢组织由板条马氏体和残留奥氏体组成,随着配分时间的增加,也有少量贝氏体生成,残留奥氏体含量先上升后下降,马氏体的板条组织逐渐模糊并软化;抗拉强度和屈服强度都逐渐降低,伸长率先升高后降低。配分30 s时综合性能最佳,抗拉强度为989 MPa,伸长率为23.5%,强塑积达到23.24 GPa·%。