汽车用高强塑积钢关键研究进展之一:Q&P钢的研究进展

高强塑积QP钢以其优异的强度、塑性及成型性能得到诸多研究者的关注,并在汽车轻量化研究中起到了重大作用。本文以汽车用第三代高强塑积QP钢的关键研究进展为对象,从高强塑积QP钢的成分设计及优化、热处理工艺对组织调控的影响及其性能强化机制3个方面对国内外QP钢的合金化、制备及强化机制进展进行了概括介绍。以期为我国高强塑积QP钢的研发及推广提供参考。     

高强塑积汽车用中锰钢的热变形与组织性能北大核心CSCD

采用扫描电镜、透射电镜和拉伸试验机等手段,研究了热压缩变形量(0%、25%、50%和75%)对奥氏体逆相变退火态汽车用中锰钢的显微组织和力学性能的影响。结果表明:随着热压缩变形量从0%增加至75%,退火态中锰钢中马氏体板条的平均宽度从0.96μm减小至0.34μm、碳化物的平均粒径从Φ38 nm减小至Φ20 nm,且碳化物的体积分数也随着热压缩变形量的增加而增大。经过热压缩变形处理的退火态中锰钢中的奥氏体含量、断后伸长率和强塑积均高于未经过热压缩变形的试样,且当热压缩变形量为50%和75%时,退火态中锰钢的强塑积均高于33.4 GPa·%,符合第3代汽车钢对强塑积≥30 GPa·%的要求,这主要与热压缩变形后退火态中锰钢中板条马氏体较为细小、碳化物尺寸小且体积分数较大等有关。     

奥氏体中锰钢多元合金化对耐磨性的影响

通过在奥氏体中锰钢基础上分别或复合加入合金元素Nb、w、Ti、B、N、Cr、Cu,以便在奥氏体中形成适量弥散分布的第二相,从而提高在非强烈冲击工况下的耐磨性。当冲击功为1J时,把合金化的奥氏体中锰钢的耐磨性同Mn13钢及普通中锰钢相比较,得出相对耐磨性的大小。由实验可知多元合金化中锰钢的耐磨性相对Mn13钢的耐磨性提高了68~118%。从微观分析结果,对耐磨性的提高进行了探讨。     

中锰钢微观结构调控与强韧化机制研究进展

汽车工业的迅猛发展对汽车用钢的综合性能提出了更高的要求。高强高塑和低合金是现代汽车用钢开发的主要目标。本文主要介绍了国内外非均质结构中锰钢的研究现状,系统总结了合金元素和临界退火工艺对组织的影响,并对非均质结构中锰钢的强化机制进行了分析。在传统强化机制的基础上,异质结构通过异质变形诱导(HDI)强化、多阶段相变诱导塑性(TRIP)效应与TRIP/TWIP综合效应进行协同强化,大大提高了中锰钢的强度与伸长率。最后提出了非均质结构中锰钢发展中需解决的问题。     

合金化奥氏体中锰钢的研发与耐磨性能

为了提高高锰钢抗高冲击和强凿削磨损能力,在高锰钢的基础上,适当降低碳、锰含量,并加入适量的铬、钼、稀土等元素,研发了奥氏体合金化Mn8钢.常规Mn13钢作为对比试样进行了动载磨料磨损试验及磨损后磨面硬度和磨损质量损失分析,利用X射线衍射仪、扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)等材料测试技术分析了Mn8钢冲击磨损后磨面的相成分、组织形貌和微区成分组成.试验结果表明,Mn8钢奥氏体组织均匀,晶粒较细,碳化物以网状和短链状弥散分布在晶内,其力学性能优于Mn13钢,Mn8钢中添加了适量的铬和钼元素,阻碍了粒状碳化物的聚集,提高了材料的韧性,Mn8钢的耐磨性和硬度随着冲击磨损功的增大而增强.     

多元素高碳中锰钢衬板的试制与应用

提高中锰钢的含碳量，加入少量的合金元素，采用适当的工艺措施，在保证良好的韧性同时，提高加工硬化能力，获得在非强烈冲击工况用的新型耐磨材料。用其替代Ｍｎ１３做颚板，衬板，耐磨必珂提高１．６倍以上。     

加铬中锰钢衬板的生产实践

衬板是球磨机主要磨损件之一,由于工况条件不同,对衬板材质的要求也不同,目前,大多数球磨机中仍然使用高锰钢衬板.高锰钢虽然具有良好的韧性,但在冲击力不太大的中、小型磨机中使用,由于不能产生加工硬化,使其不能发挥出良好的抗磨潜力,因此,有科研人员根据我国资源情况,开发出了中碳低合金钢衬板、高铬铸铁衬板等,在电力、建材等行业得到良好的应用.但在目前,这些衬板的使用还不能令人十分满意.本文选用中锰钢为研究对象,通过控制锰碳比,并加入少量的合金元素,以及合适的热处理工艺,使其产生沉淀硬化,从而提高奥氏体基体的原始硬度和硬化能力.     

低碳锰钢强韧化机制的研究

在实验室对低碳锰钢进行了控轧控冷试验.利用光学显微镜和透射电子显微镜等测试手段,对试验结果进行了研究.结果表明,具有铁素体和贝氏体复相组织的低碳锰钢具有较高的强度和良好的韧性.贝氏体相变强化对低碳锰钢屈服强度的贡献可达30%,贝氏体铁素体板条的细化和铁素体亚晶的存在可以降低碳锰钢的脆性转变温度.具有铁素体和贝氏体复相组织的低碳锰钢除了固溶强化之外,主要强化机制为细晶强化和贝氏体相变强化.     

TiC强化中锰钢的组织与性能研究

中锰钢是一种新发展的耐磨钢,而TiC的加入可以显著提高钢的耐磨性能.通过原位合成的方法,在中锰钢中引入TiC颗粒,探索了进一步提高该钢种耐磨性能的途径.研究表明,通过原位合成方法引入TiC颗粒后,中锰钢基体组织未发生明显变化,水韧处理后中锰钢呈奥氏体组织;TiC的引入提高了中锰钢的硬度和强度,表明其具有一定的强化效果;对TiC强化中锰钢磨损试验研究表明,不论是在油润滑,还是水润滑条件下,引入一定量TiC都会使基体耐磨性大幅提高,所能承受的极限载荷也有很大提高.     

7085超高强铝合金的研究进展

7085铝合金是最新一代具有高强度、高韧性且耐腐蚀性能好的锻造铝合金.概述了 7085铝合金微合金化、热加工方法以及热处理工艺等提高其综合性能的方法和研究进展,并提出了 7085铝合金今后的发展方向.     

中锰高碳钢的冲击磨损性能及磨损机制

采用场发射扫描电镜(SEM)、MLD-10冲击实验机和硬度实验机等检测手段,对不同处理制度条件下的中锰高碳钢在中低冲击载荷条件下的耐磨性能与其磨损机制进行了研究。结果表明:低冲击载荷条件下,热轧态中锰高碳钢具有最优异的冲击磨损性能,远高于冷轧态与其他热处理制度下的中锰高碳钢,其磨损机制为剥削磨损与凿削磨损;在中等冲击载荷条件下,450℃保温15 min样品的冲击磨损性能最优越,且磨损机制为剥削磨损、凿削磨损与塑性变形。     

中锰钢中原奥氏体晶粒尺寸对马氏体相变的影响

对中锰钢中原奥氏体晶粒尺寸对马氏体相变动力学的影响进行了分析.利用SEM、XRD、热膨胀相变仪和EBSD等检测手段,研究了不同原奥氏体晶粒尺寸下马氏体相变速率和马氏体板条组织的变化.通过不同温度的奥氏体化处理,分别得到了尺寸为(190±15)、(36±2)、(11±2)和(4.8±2)μm的原奥氏体晶粒.结果表明:随着...     

汽车用超高强度钢的合金化方式及组织控制

超高强度钢因其优异的强度及塑韧性而在汽车行业得到广泛应用.针对汽车用超高强度钢,详细介绍了其合金化方式及强化机制,并详细阐述了奥氏体相及其相变所产生的组织增塑效应,以及对组织的调控方法.     

奥氏体中锰钢的磨料磨损性能

在ML-100型销-盘式磨料磨损试验机上,通过不同钢种之间的对比试验,研究了奥氏体中锰钢（BTW钢）石英砂磨料及煤矸石磨料下的磨损性能,并采用SEM分析了其磨损机制。结果表明,在高硬度的石英砂磨料中,BTW钢加工硬化明显,有效硬化层深度达900 μm,耐磨性能优于其他钢种,而在质地较软的煤矸石磨料中,其耐磨性降低;BTW钢在不同磨料下的磨损机制均为犁削,但形貌差异较大,石英砂磨料下磨损表面较为均匀,犁沟深度较浅、宽度较窄,脊缘部分较薄,脊缘在反复磨损中断裂成屑的数量较多,而煤矸石磨料中,犁沟存在于整个磨损表面且变形较小,几乎没有发现切削存在。     

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·%。     

退火和退火-时效工艺对热轧中锰钢组织及性能的影响

分别采用退火和退火-时效工艺来调控热轧态Fe-10.2Mn-0.41C-2.2Al-0.6V中锰钢中的奥氏体体积分数、奥氏体稳定性及VC析出来优化中锰钢的力学性能组合。结果表明,经退火-时效热处理后试验钢的屈服强度、抗拉强度和伸长率均获得提升。大量的纳米级VC颗粒是促进中锰钢屈服强度增加的主要因素。     

矿用高强度圆环链用钢的研究进展

介绍了矿用高强度圆环链的使用条件、力学性能及化学成分要求,分析了矿用高强度圆环链用钢23MnNiMoCr54的化学成分及其合金元素在钢中的作用以及23MnNiMoCr54钢的力学性能,讨论了矿用高强度圆环链用钢的现状和研究进展.     

异步轧制条件下高锰钢的显微组织与加工硬化机制

在异步轧制条件下,研究了高锰钢的显微组织变化及其加工硬化机制。结果表明,经异步轧制后,随着变形量的增大,高锰钢中滑移带的密度逐渐增大;高锰钢晶粒内部出现大量的形变孪晶和高密度位错缠结,晶粒细化明显;高锰钢晶体在变形后仍然为面心立方的奥氏体,没有发生马氏体相变;在不同的变形量下,高锰钢中主要的加工硬化机制不同。     

一种改善耐磨高锰钢碳化物形态的热处理工艺

探讨一种改善耐磨高锰钢碳化物形态的热处理工艺。结果表明,水韧处理结合高压热处理和常压热处理可以有效地改善耐磨高锰钢组织中析出碳化物形态及分布,经水韧处理后再经5 GPa、650℃保温30 min的高压热处理和750～800℃保温60 min的热处理,耐磨高锰钢可获得弥散分布的颗粒状和短条状碳化物。