淬火-贝氏体区配分工艺及钢的组织性能

 Q&P（Quenching and Partitioning, 淬火配分）工艺在CCE条件下,通过采用[Ms]和[Mf]点之间的最佳淬火温度和低于[Ms]点的配分温度,避免配分阶段的贝氏体形成最终可以得到最高含量的残余奥氏体组织。但试验中得到不足体积分数8%的残余奥氏体含量限制了钢塑性的提高。通过提出淬火-贝氏体区配分工艺,并应用在(0.21～0.29)C-(1.5~2.0)Si-(1.5～2.1)Mn成分钢,得到了体积分数12%左右的残余奥氏体含量和25%左右的伸长率,同时强度保持在1 000～1 100 MPa,强塑积最高达到36.6 GPa·%。不同的淬火温度和配分温度试验结果表明,工艺变化对强度影响较低,伸长率和强塑积随着配分温度的提高而提高,其中270 ℃的淬火温度试样的提高幅度高于245 ℃淬火试样,采用Q&PB工艺得到了无碳贝氏体＋马氏体＋残余奥氏体的三相组织。淬火和贝氏体区配分得到了优异的强度和塑性的结合,为新一代汽车用钢的发展提供新的思路。     

基于退火路径的中锰钢组织转变与力学性能

为了更好地指导中锰钢工业试制,利用扫描电镜、电子背散射衍射、透射电镜和拉伸试验机等研究了不同退火路径下低碳中锰钢的组织转变及合金元素配分行为,并评价了其对力学性能的影响.结果表明,热轧中锰钢的显微组织主要由铁素体、板条马氏体、粒状贝氏体和残余奥氏体构成.经冷轧变形后,原组织中的铁素体和马氏体晶粒破碎,残余奥氏体和M/A...     

QP980淬火-配分钢MAG焊接头组织及力学性能

QP980淬火-配分钢属于第三代先进高强钢,具有强塑积高、成形性好等优点而成为汽车轻量化发展的重要材料。对国内某公司生产的1.5 mm厚的QP980淬火-配分钢采用机器人MAG焊(熔化极活性气体保护焊)进行焊接,分析焊接工艺参数对其焊接接头组织和力学性能的影响。考虑到焊接的淬火作用以及焊接接头的等强匹配原则,采用ER50-6焊丝作为填充材料。研究结果表明,在合适的焊接工艺窗口内,减小焊接热输入有利于提高焊接接头的强度,但对其塑性有不利影响。焊接接头横截面的组织和力学性能变化非常大,焊缝金属区主要由铁素体和珠光体组成,硬度较低,但能达到原始母材的硬度值;靠近焊缝的热影响区主要是完全相变区,该区是由原始母材组织发生奥氏体转变后冷却产生的以板条马氏体为主的组织,硬度较母材有较大提升,该区成为焊接接头的硬化区,而靠近母材的焊接热影响区主要包括两相区和回火区,两相区中部分组织发生了奥氏体转变,冷却后转变的组织较原始组织中的马氏体含量有所降低,硬度略有下降,而回火区是由原始组织中的铁素体、少量奥氏体以及发生了回火的马氏体组成,由于马氏体的回火作用,硬度也略有降低。在该钢的MAG焊中,焊接接头软化现...     

钛微合金中锰钢强韧化机制研究

低碳中锰钢因为其优异的力学性能及低成本的成分设计逐渐被应用到海洋平台用厚板生产制备中，通过对钛微合金化低碳中锰钢进行控轧控冷工业试验，观察不同厚度位置的显微组织及析出物形貌，测定了室温拉伸及低温冲击韧性，并对其强韧化机制进行了分析。结果表明，试验钢基体为板条宽度200～400nm的回火马氏体和宽度为50～100nm的逆? 浒率咸甯春喜阕醋橹胰穸确较蜃橹阅芫刃越虾茫慷染笥?60MPa、屈强比均小于等于0. 88、伸长率均大于20%、-60℃冲击功均大于200J。试验钢的主要强韧化机制有亚微米尺度的复合层状组织、大角度晶界韧化机制、亚稳态逆? 浒率咸錞RIP效应、Ti（C，N）粒子的细晶强化及析出强化效应，多种强化机制叠加作用，最终获得高强韧的中锰钢厚板。     

两相区退火处理含铝中锰钢的组织和力学性能

 为了研究两相区退火处理对冷轧含铝中锰钢(0.2C-0.6Si-5Mn-1.2Al)(质量分数,%)微观组织和力学性能的影响规律,利用SEM、XRD及单轴拉伸等试验方法表征了不同工艺状态后的微观组织及测试了拉伸性能。结果表明,冷轧试验钢在退火过程中组织发生奥氏体逆转变,在退火温度为670 ℃、退火时间为10 min时可获得较佳的力学性能,即抗拉强度达到1 276 MPa,总伸长率达到51.8%,强塑积高达66.1 GPa·%。随着退火温度升高,残余奥氏体组织逐渐粗化且向马氏体组织转变,机械稳定性逐渐降低。残余奥氏体机械稳定性主要受残余奥氏体中碳质量分数及其晶粒尺寸的影响,而残余奥氏体中锰质量分数对其影响较小。     

逆相变退火处理Fe-Mn-C中锰钢的组织与性能

 为了研究奥氏体逆相变(austenite reverse transformation,ART)退火处理对Fe-Mn-C中锰钢的组织与性能的影响,以ART退火处理1、10和360 min后Fe-5Mn-0.2C中锰钢为基础,利用XRD、SEM等手段对其显微组织进行表征,通过WE-300型拉伸试验机和ML-10型销盘式磨料磨损试验机对其拉伸性能和耐磨性进行测试。结果表明,ART退火过程中,残余奥氏体在原奥氏体板条之间形核并长大,原始马氏体组织逐渐转变为铁素体-奥氏体板条交替分布的复合组织。随着ART退火时间的延长,残余奥氏体体积分数增加(由18.4%提高到 33.6%),Fe-5Mn-0.2C钢的综合力学性能和耐磨性随着残余奥氏体体积分数的增加而显著提高,强塑积由25 613提高到44 496 MPa·%,其耐磨性与目前广泛应用的ZGMn13耐磨钢、Hardox450耐磨钢和中碳马氏体耐磨钢相当。     

深冷对逆相变处理中锰钢组织性能的影响

为了研究原始组织状态对逆相变退火中锰钢微观组织和力学性能的影响,对淬火处理的中锰钢再进行-74℃深冷处理,采用SEM、EBSD、XRD等手段评价了逆相变退火处理后的微观组织,用单轴拉伸和冲击试验评价力学性能.研究结果表明:淬火态中锰钢的组织由马氏体和体积分数约为33％的残余奥氏体组成,深冷处理后得到残余奥氏体体积分数小...     

中锰钢逆相变退火组织的演变及锰的配分行为

采用 SEM、TEM、STEM、XRD、EBSD 等实验分析方法对中锰钢(0.2C5Mn)在奥氏体逆相变不同时间退火过程中的微观组织演变进行了分析.结果表明：中锰钢在650℃短时间逆相变退火时析出大量 M3 C 型碳化物,随着退火时间的延长,逆相变奥氏体形成长大,获得马氏体、奥氏体双相片层状组织.马氏体与逆相变奥氏体晶粒取向服从 K-S 关系,且两相板条平均宽度在0.5μm 左右.退火过程中锰元素出现由淬火组织平均分布逐渐向逆相变奥氏体富集的配分行为,长时间退火后形成体积分数为30％的逆相变奥氏体,抗拉强度为960 MPa,屈服强度为500 MPa,总伸长率为40％,强塑积高达38.4 GPa??％.     

不同热处理工艺对Nb-Mo中锰钢组织和力学性能的影响

摘要：探讨了不同热处理工艺对Fe-0.25C-3.98Mn-1.22Al-0.20Si-0.19Mo-0.03Nb中锰钢组织演变与力学性能的影响。研究发现,与临界退火和淬火配分（IA & QP）工艺相比,奥氏体逆转变（ART）工艺处理后的实验钢获得了更为优异的力学性能;采用ART工艺经过680℃临界退火5h后的实验钢展现出了最佳的力学性能,即抗拉强度为830MPa,伸长率为48.9%,强度与塑性的乘积达到40.6GPa·%;ART工艺实验钢因长时间退火而促进了Mn向奥氏体中富集,有利于奥氏体含量及稳定性增加,在应变中后期可展现更为广泛的TRIP效应,更有利于获得优异的力学性能。另外,微合金元素Nb和Mo在中锰钢主要起析出强化和细晶强化的作用。     

Mn和Si对中锰热轧高强钢组织和性能的影响

为了研究Mn和Si元素对中锰热轧高强钢显微组织和力学性能的影响,设计了不同Mn、Si含量C-Si-Mn系试验用钢.利用热膨胀仪、扫描电镜、透射电镜、X射线衍射和单向拉伸等实验方法对试验用钢的相变点、显微组织、残余奥氏体含量和力学性能进行了测定与分析.结果表明：Mn和Si对中锰热轧高强钢的显微组织影响较大,对于低Si高Mn的试验钢,其显微组织主要由粒状贝氏体组成;对于高Si高Mn的试验钢,主要由贝氏体铁素体、马氏体和残余奥氏体组成;对于高Si低Mn的试验钢,则由块状铁素体、贝氏体、马氏体和残余奥氏体组成.高Si高Mn试验钢获得最高的综合力学性能,抗拉强度达1200 MPa以上,总伸长率为16%,强塑积接近20 GPa·%.分析认为,试验钢这种高强度和较高的塑性是由超细晶组织和TRIP效应共同决定的.     

双相区形变对含Cu低碳钢Cu配分行为及组织性能影响

采用双相区形变+IQP及IQP(双相区等温-奥氏体化-淬火-碳配分)热处理工艺,研究了双相区形变对一种含Cu低碳钢Cu配分行为及其组织性能的影响。采用电子探针(EPMA)、扫描电镜(SEM)及透射电镜(TEM)等手段对元素配分行为及组织演变进行了表征。结果表明:实验钢经2种工艺处理后均出现Cu元素向逆转奥氏体的配分行为,采用双相区形变+IQ(双相区保温淬火)处理的组织中富Cu最高的区域面积为12.9%,比IQ工艺下富Cu区域提高108%;双相区形变+IQP工艺处理后实验钢的晶粒明显细化,且组织中块状残余奥氏体较多;与单一IQP工艺相比,双相区形变+IQP工艺处理的实验钢抗拉强度由1 253MPa提高到1 293MPa,伸长率由16.9%提高到18.3%,残余奥氏体体积分数由11.6%提高到13.8%,表明双相区30%的形变处理实现了促进Cu配分行为诱导残余奥氏体含量增加和细晶强化的双重效果。     

C和Mn元素配分行为对冷轧中锰TRIP钢组织性能的影响

采用冷轧+两相区温轧退火（CR+WR+IA）热处理工艺,研究了两相区退火时间对超细晶铁素体与奥氏体中组织形貌演变、C和Mn元素配分行为以及力学性能的影响。结果表明,冷轧试验钢经两相区形变退火处理后,获得了由铁素体、残余奥氏体或新生马氏体组成的超细晶复相组织。在645℃随退火时间的延长,形变马氏体向逆相变奥氏体配分的C、Mn元素增多,C、Mn元素富集位置增加,同时富Mn区形变马氏体回复再结晶现象明显;伴随少量碳化物溶解,试验钢的屈服强度由741持续降低到325MPa。两相区退火10min时,试验钢力学性能最佳,此时抗拉强度达到最大值1141MPa,断后伸长率及均匀伸长率分别为236%和181%,强塑积达到26928MPa·%。     

热成形配分工艺对超高强钢组织和力学性能的影响

用热冲压模具研究了超高强度钢30CrMnSi2Nb热冲压配分工艺,测试了两步法淬火和配分处理工艺对超高强度钢的组织演变和强塑性能的影响规律。利用光学电镜(OM)、扫描电镜(SEM)进行了微观组织观察,用X射线衍射仪(XRD)研究了残余奥氏体含量的变化规律。结果表明:热成形配分工艺可明显提高钢的塑性和强塑积;配分过程中,碳配分和均匀化在几十秒内可完成;残余奥氏体含量是决定淬火马氏体钢塑性的主要控制因素。证实了热冲压淬火和配分工艺是一种可获得超高强度兼具高塑性汽车钢板的新型热成形处理工艺。     

一次淬火马氏体对Q&P钢组织和性能的影响

 研究了一次淬火马氏体对低合金钢经淬火和配分(Quenching and Partitioning,Q&P)工艺后微观组织和单轴拉伸性能的影响,用扫描电镜进行微观组织表征,用X射线法测量残留奥氏体量。试验结果表明,随着一次淬火马氏体比例的增加,二次淬火马氏体的尺寸和数量逐渐减少,残留奥氏体体积分数呈先增加后减少的趋势,一次淬火马氏体体积分数为40%时获得最大残留奥氏体体积分数为16.92%。一次淬火马氏体体积分数为30%～70%时试验钢获得了较高的塑性和强塑积,马氏体基体为钢提供了高强度,残留奥氏体在变形过程中的TRIP效应提高了钢的塑性。     

热轧逆相变退火中锰钢的疲劳性能

 为了研究循环载荷对含奥氏体钢微观组织和力学性能的影响,对逆相变处理中锰钢进行了疲劳性能研究,采用SEM、EBSD、XRD等表征了微观组织,采用单轴拉伸试验表征了疲劳前后的力学性能。研究结果表明,在应力比R为-1的试验条件下,逆相变中锰钢中值疲劳极限为378 MPa,疲劳极限与抗拉强度之比σ-1/R_m为0.48;中锰钢超细晶粒尺寸特征有利于阻碍二次疲劳裂纹扩展,亚稳奥氏体的转变行为受应力幅影响较大;在中值疲劳极限的应力水平下,亚稳奥氏体和单轴拉伸性能受循环载荷影响不大。     

第3代汽车用Mn-Al系中锰钢的研究现状

概述了Mn-Al系第3代汽车用中锰钢的研究现状,介绍了已开发的Mn-Al系中锰钢的化学成分及其设计依据,分析了不同合金对Mn-Al系中锰钢组织和性能的影响,揭示了中锰钢的高强度高塑性和高加工硬化率的形成机制,并讨论了Mn-Al系中锰钢的退火组织和力学性能。