汽车用800 MPa级冷轧低合金高强钢的研制

采用C-Si-Mn-Nb-Ti-Cr-Mo合金成分体系,全流程控制关键生产工艺参数,研发出具有良好塑性和成形性的800 MPa级冷轧低合金高强钢。结果表明,试验钢的显微组织由铁素体、马氏体和少量贝氏体组成,铁素体基体中有弥散分布的第二相粒子和碳化物沉淀相。试验钢的屈服强度在800 MPa以上,断后伸长率大于10.5%,抗拉强度和屈服强度相差小于35 MPa,扩孔率在56.5%以上,180°冷弯角度下弯曲无可见裂纹,表现出良好的成形性能。     

低温卷取热轧双相钢的显微组织及疲劳性能

采用扫描电镜、拉-拉疲劳试验机等研究了低温卷取热轧双相钢的显微组织及疲劳性能。结果表明:热轧双相试验钢的疲劳极限约为530 MPa;低温卷取工艺生产的热轧双相试验钢夹杂物平均尺寸多在5 μm以下,晶粒比较细小,马氏体组织较细小且弥散均匀分布,具有良好的综合力学性能。热轧双相试验钢疲劳裂纹源位于样品表面的棱角处,疲劳裂纹扩展区上有大量的韧窝、撕裂棱、疲劳辉纹和二次裂纹,瞬断区以浅韧窝为主,由于铁素体和马氏体发生不同程度的应变,最终二次裂纹在铁素体和马氏体的相界面萌生。二次裂纹虽然萌生但并未扩展,大量二次裂纹分散主裂纹尖端应力集中,可有效降低裂纹扩展的驱动力,降低疲劳裂纹扩散速率,抑制疲劳裂纹扩展,使疲劳强度得到提升。     

一种TRIP型双相钢的显微组织形貌特征与强塑性机制

采用光学显微镜、扫描电镜、透射电镜和拉伸试验等研究了一种TRIP型双相钢经不同退火工艺处理后的显微组织形貌特征及力学性能,并分析了其强塑性机制.结果表明:实验钢的微观组织由约(57～58)％铁素体、(30～34)％马氏体及≥8.0％残留奥氏体组成,三相组织的协调变形机制,有利于实验钢的强度、塑性和扩孔性能的提升.在795℃退火处理有利于实验钢中残留奥氏体的稳定保留,体积分数达到12.4％,其相变产生的增强增塑效应,在强化基体的同时,还可抑制由于应力集中导致的局部软化,延迟颈缩的发生.此外,晶粒细化(98.863％的晶粒尺寸＜3.0 μm)和大角度晶界比例增加(61.2％),均有效加速"位错墙"的形成,可同步提高实验钢的强度、塑性和扩孔性能,其中抗拉强度达到1095 MPa,伸长率为15.0％,扩孔率λ为55％.     

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.     

中温卷取工艺下热轧双相钢组织性能研究

对中温卷取工艺下的热轧双相钢组织性能进行了研究。结果表明，Cr、Mo成分体系的热轧双相钢采用3段式冷却后屈强比为0.6，显微组织为准多边形铁素体、岛状马氏体以及细小粒状贝氏体，具有较高的伸长率和扩孔性能。由于贝氏体的存在，缩小了双相钢多相组织之间的强度差，有利于提高其塑性变形过程中的协调变形能力及扩孔性能。通过对应力幅值为430 MPa时双相钢的疲劳断口进行分析，断口具有显著的韧窝、二相粒子、疲劳辉纹、二次裂纹等特征，有利于提高其疲劳强度。     

中温卷取工艺下热轧双相钢组织性能研究

对中温卷取工艺下的热轧双相钢组织性能进行了研究。结果表明，Cr、Mo成分体系的热轧双相钢采用3段式冷却后屈强比为0.6，显微组织为准多边形铁素体、岛状马氏体以及细小粒状贝氏体，具有较高的伸长率和扩孔性能。由于贝氏体的存在，缩小了双相钢多相组织之间的强度差，有利于提高其塑性变形过程中的协调变形能力及扩孔性能。通过对应力幅值为430 MPa时双相钢的疲劳断口进行分析，断口具有显著的韧窝、二相粒子、疲劳辉纹、二次裂纹等特征，有利于提高其疲劳强度。     

模具钢无碳化物贝氏体的相变行为及其对磨损性能的影响

研究了H13模具钢的常规马氏体(油淬火+580℃回火)和无碳化物贝氏体(300℃等温处理)的相变行为，以及显微组织对其冲击磨损性能的影响。结果表明：试验钢经贝氏体等温后形成了由板条状贝氏体铁素体和残留奥氏体组成的无碳化物贝氏体组织；贝氏体铁素体+残留奥氏体组织的冲击磨损性能在磨损后期(1.5和2.0 h)优于马氏体组织。这是由于马氏体组织容易产生微裂纹，产生大量犁削，从而导致耐磨性能降低，而无碳化物贝氏体组织在冲击磨损过程中使表层发生剧烈的塑性变形，诱导微观组织中的残留奥氏体转变成α相铁素体，能够阻止试验钢基体在冲击磨损过程中产生切削，从而提高其耐磨性。     

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。     

800 MPa级别DP钢冲裂失效机理分析

文章通过对800 MPa级别的DP钢冲裂零件进行网格分析,依据冲压时受力状态及应变情况,确定模具状态及定位尺寸对冲压过程的影响。分析结果表明:由于模具润滑条件及定位尺寸不精确,导致零件的变形部位产生应力集中,突破了成形极限导致零件破裂。另外,通过对裂纹扩展处进行扫描电镜分析,确定了导致失效产生裂纹的机理:800 MPa级别的DP钢裂纹的扩展一般都沿着马氏体和铁素体相的界面,正常级别的夹杂物并不是裂纹的扩展的主要原因。     

双相区轧制对铁素体/马氏体双相钢组织性能的影响

采用双相区(α+γ)轧制及双相区短时保温处理相结合的方式,制备了一种高强高韧性低碳低合金铁素体/马氏体双相钢,并采用SEM、室温拉伸试验和维氏硬度检测等手段研究了不同轧制工艺对铁素体/马氏体双相钢组织和性能的影响。结果表明:相对于普通的连续轧制工艺,等温轧制和道次之间短时保温处理相结合的工艺对铁素体/马氏体双相钢的相比例、形貌和尺寸有重要影响。等温轧制及短时保温处理的双相钢的组织明显细化,马氏体相比例增加,组织均匀性显著改善,屈服强度提升了34%,达到1229 MPa,屈强比高达0.78,断口为韧性断口特征,呈细小韧窝状,具有良好的综合力学性能。     

低碳-硅-锰系TRIP钢的组织演变规律研究

采用彩色金相、SEM、TEM和X射线衍射技术研究了低碳-硅-锰TRJP钢在单向拉伸状态下的组织演变规律.结果表明,TRIP钢变形前的组织为F、B和残余奥氏体,经拉伸变形后部分残余奥氏体在应变作用下转变为孪晶结构的马氏体,提高了钢的强度;TRIP钢的断裂为韧性断裂,位于F晶界处的残余奥氏体发生相变从而松弛了应力,延缓了断裂的产生,使TRIP钢板获得高塑性.     

双相区加速冷却处理对X80管线钢组织与性能的影响

采用双相区加速冷却法(加速冷却始冷温度为700 ℃)对X80管线钢进行热处理,获得了贝氏体和铁素体(B+F)双相组织。然后通过组织表征、力学性能测试以及在3.5wt%NaCl溶液中的耐蚀性进行研究。结果表明:热处理后获得的管线钢组织由板条状贝氏体、多边形铁素体及少量马氏体/奥氏体岛组成。与热处理前相比,(B+F)双相管线钢屈强比较低,为0.65,初始加工硬化指数为0.31,均匀伸长率达8.3%,塑性显著提升;双相组织中含有52.4%的铁素体,因而耐腐蚀性明显提高。通过双相区加速冷却法获得的(B+F)两相组织在塑变过程中发生协调变形,可以适应大变形的需求,同时耐蚀性优异,为大变形管线钢实际生产提供一定的借鉴。     

Effect of Second Phase on the Deformation and Fracture Behavior of Multiphase Low-Density Steels

The effects of the second-phase characteristics on the deformation and fracture behavior in low-density steel are investigated in Fe-0.2C-(4, 8)Mn-5Al-1Si alloys, where the second phase can be retained austenite or a mixture of κ-carbide and ferrite depending on the processing condition. With austenite as second phase, the mechanical stability of the austenite is critical regarding ductility because the fracture is likely to occur before the onset of necking when the austenite transforms into martensite in the early stage of deformation. In the case of the mixture of ferrite and κ-carbide, the round shape of κ-carbide is more favorable than the dense lamellar structure. The prominent influence of the second phase on the deformation and fracture behavior is attributable to the propensity of matrix ferrite for cleavage fracture due to its large aluminum concentration.     

A DYNAMIC OBSERVATION OF MICROSCOPIC DEFORMATION BEHAVIOR IN DUAL-PHASE STEELS

<正> 在备有拉伸台的S-550扫描电镜下直接观察了铁素体加马氏体双相钢拉伸变形的全过程,分析了马氏体含量,马氏体含碳量,铁素体性能等因素对两相变形特别是屈服行为的影响。材料及试验方法 试验用料为国产10号(C     

800 MPa级热基镀锌复相钢的开发

设计了一种Nb、Ti微合金化低碳复相钢,采用SEM、TEM及力学性能测试等方法研究了退火镀锌过程中热轧复相钢显微组织、析出相和力学性能的演变规律,进行了800 MPa级热基镀锌复相钢工业试制。结果表明,热轧复相钢的显微组织主要由铁素体、马氏体和马/奥岛构成。退火镀锌过程中,马氏体和马/奥岛分解形成高温回火马氏体,铁素体内可动位错密度降低,同时析出纳米级Nb、Ti和Mo的复合碳化物,导致抗拉强度降低、屈服强度和扩孔率显著提高。热基镀锌复相钢的显微组织主要由铁素体和高温回火马氏体构成,屈服强度、抗拉强度、断后伸长率和烘烤硬化值分别为769 MPa、852 MPa、14.5%和43 MPa,扩孔率达到53%,具有良好的力学性能和局部成形性能。     

开冷温度对热轧F/B双相钢组织性能的影响

采用轧后空冷+超快速冷却的方式,研究了开冷温度对热轧铁素体/贝氏体(F/B)双相钢组织性能的影响。结果表明：开冷温度显著影响F/B双相钢的显微组织和性能。开冷温度由747 ℃降至700 ℃时,铁素体体积分数由17.3%增至85.7%,铁素体晶粒尺寸由3.3 μm粗化至3.6 μm,贝氏体中析出的碳化物含量增加。同时,F/B双相钢的屈服强度从594 MPa降至475 MPa,抗拉强度从648 MPa降至532 MPa,伸长率从17.7%升至34.3%,扩孔率从36.4%提高至82.8%。因此,为实现热轧F/B双相钢力学性能和扩孔性能的平衡,开冷温度应控制在730~700 ℃。     

退火温度对800MPa级热镀锌双相钢组织性能的影响

在实验室条件下试制800MPa级低硅热镀锌双相钢,研究了双相钢的双相处理工艺、组织和性能。实验结果表明：试样组织为铁素体＋马氏体的双相组织,M的体积含量是15％-20％。通过三种不同的热处理温度获得了不同的F＋M的比例,从而得到不同的力学性能。退火温度从780℃升到850℃,可以获得性能更好的双相钢。