22MnB5钢相变特性和热成形工艺研究

采用热膨胀仪研究了22Mn B5钢连续冷却转变特性,并对热冲压零件的力学性能以及显微组织进行了研究。结果表明,880℃及以上温度奥氏体化,快速冷却后主要发生奥氏体向马氏体的转变,但当奥氏体化加热温度降低到820℃时,冷却后的组织中存在明显的铁素体。热冲压方式制造的22Mn B5钢试样具有良好的力学性能,抗拉强度能够达到1 500 MPa,屈服强度能够达到1 000 MPa。显微硬度达到450HV以上。     

22MnB5热成形钢变厚度轧制及退火工艺

基于离散化思路建立变厚度轧制的厚度控制系统;在实验四辊轧机上进行了单厚度过渡区的22MnB5热成形钢变厚度板轧制,对轧后的板材进行模拟退火试验,使用光学显微镜、扫描显微镜观察及拉伸试验分析了变厚度板退火后不同厚度位置的组织和力学性能。结果表明,在50 mm变厚度区中：厚度偏差为0.08 mm,长度偏差为0.3 mm。变厚度板在退火快速冷却过程中不同厚度区存在较大的温度差,薄区温度跟随性差,其他退火过程的温度跟随性好,偏差不大;不同厚度区的力学性能区别小;快速冷却退火后的组织为层状珠光体+铁素体;结合工艺可行性并有效保证组织性能控制,建议根据厚区的厚度来制定退火工艺,并采用低冷却速度的罩式退火或半连续退火。     

22MnB5热成形钢动态再结晶模型研究

采用Formastor-Digital全自动相变仪,对CSP生产线生产的22MnB5热成形钢进行单道次压缩实验。测定了实验钢在变形温度900～1150℃、应变速率0.1～30 s~(-1)下的动态再结晶行为。结果表明:当应变速率越小,变形温度越高时,越易发生动态再结晶,同时临界变形量和峰值应力越低。利用线性回归方法拟合应力、应变速率以及变形温度间的关系,得到22MnB5热成形钢的Z参数和变形激活能。在相同的加热条件下,忽略初始晶粒大小的影响,得到临界变形模型。根据屈服应力与应变速率间的关系,建立了高温奥氏体区流动应力-应变模型。     

热冲压成形22MnB5钢板的组织和性能

采用扫描及透射电镜观察和力学性能实验研究了22MnB5钢板热冲压成形件的组织形貌和力学性能。结果表明,加热温度930℃,保温4.5 min,初始成形温度850℃,冲压速度75 mm/s条件下,22MnB5钢板热冲压成形完成完全马氏体转变,得到均匀板条马氏体组织,组织内产生高密度位错,强度大幅提升,抗拉强度达到1550 MPa。形变有助于动态再结晶并获得更为细小的马氏体组织,促进细晶强化。硼元素在晶界发生偏聚,延长奥氏体转变孕育期,提高了22MnB5钢的淬透性,同时引起点阵畸变,促进相变强化。     

22MnB5热成形钢连铸坯高温力学性能研究

采用Gleeble-3800热模拟试验机对22MnB5热成形钢连铸坯在600～1300℃温度范围内的高温力学性能进行了测试,借助扫描电镜观察了高温拉伸后的断口形貌。系统分析了形变温度对应力-应变曲线、高温强度及热塑性的影响。结果表明,22MnB5热成形钢连铸坯的高温拉伸过程是形变强化和动态软化共同作用的结果,高温强度随形变温度的升高而下降。22MnB5热成形钢连铸坯的第1脆性区在1250℃至熔点范围内,为S和P元素在枝晶间偏析导致晶界熔融所致。第3脆性区在650～750℃范围内,为奥氏体晶界BN析出和奥氏体→铁素体相变所致,加入Ti可使第3脆性区变窄且趋向较低温度区。在800～1200℃温度范围内22MnB5热成形钢连铸坯塑性良好,可为此类钢的连铸工艺制定提供参考,以减少铸坯裂纹缺陷的产生。     

热处理工艺对22MnB5钢铝硅镀层氧化层厚度和组织演变的影响

目的探究奥氏体化工艺对铝硅镀层氧化层厚度和微观组织的影响规律及其演变机理。方法以热浸镀Al-10%Si的22MnB5为研究对象,采用扫描电子显微镜(SEM)、辉光放电光谱仪(GD-OES)和X射线衍射仪(XRD)等仪器,观察镀层在奥氏体化过程中氧化层厚度的变化和微观组织的演变规律。结果当试样以15℃/s的速率升温到900℃后立即水淬,镀层氧化层最薄,当试样升温到900℃保温5 min后水淬,镀层氧化层出现了不同程度的开裂,镀层表面出现孔洞和脱落的现象,氧化层厚度明显增加。结论奥氏体化保温时间比奥氏体化升温速率对镀层氧化层厚度的影响更大,保温时间越长,氧渗入镀层的深度越深,氧化层越厚,奥氏体化时间的延长不利于镀层氧化层保持完整性,影响镀层对钢基体的保护功能。镀层及其氧化层的微观组织演变规律为:镀层中首先形成Al2Fe3Si3(τ1)和Fe2Al5相,随后Fe2Al5相生长并伴随FeAl2相形成,而后FeAl2+Fe2Al5相生长且有FeAl析出,随后FeAl相生长,氧化层出现孔洞,最后氧化层破裂,镀层表面孔洞增加,最终组织为FeAl2+Fe2Al5+FeAl。     

22MnB5热成形钢奥氏体化时热镀Al-10%Si镀层组织的演化

利用SEM观察了22Mn B5钢在900℃不同奥氏体化时间下,热镀Al-10%Si(质量分数)镀层的微观组织变化情况,利用EDS和GD-OES分析了奥氏体化后热镀Al-10%Si镀层的元素分布。结果表明,22Mn B5钢奥氏体化前,热镀Al-10%Si镀层主要由纯Al、纯Si和二者共晶反应形成的金属间化合物Fe_2SiAl_7组成,在Fe_2SiAl_7和钢基体之间存在一层薄薄的由Fe2Al5和FeAl_3组成的化合物层。900℃奥氏体化后,热镀Al-10%Si镀层中的三元共晶相Al+Si+t6逐渐转变为三元Al-Fe-Si或二元Fe-Al金属间化合物。奥氏体化时间为2 min时,镀层由Fe_2SiAl_7、Fe_2Al_5和FeAl_2组成;奥氏体化时间为5 min时,镀层由FeAl_2、Fe_2SiAl_2和Fe_5SiAl_4组成;奥氏体化时间为8 min时,镀层由FeAl_2和Fe5Si Al4组成。由于Fe_2SiAl_2和镀层/钢基体界面扩散层中Al原子的扩散系数远大于Fe原子,导致从镀层向钢基体晶界及晶粒内扩散并与之反应所消耗Al原子的量远大于从钢基体扩散到镀层中的Fe原子量,从钢基体中流入到镀层中的空位数量远大于从镀层中流入到钢基体中的空位数量。原子的不平衡扩散及镀层/钢基体界面空位数量的富余使得扩散反应层与镀层的交界区域形成了Kirkendall空洞。22MnB5钢奥氏体化时,热镀Al-10%Si镀层表面形成一层稳定的Al_2O_3氧化膜,镀层的高温氧化现象非常有限,热镀Al-10%Si镀层可以作为22MnB5钢热成形时的保护层。但热镀Al-10%Si镀层扩散过程中产生的脆性金属间化合物因高温塑性不足而导致镀层中产生大量垂直于镀层/钢基体界面并贯穿整个镀层的微裂纹,从而影响镀层的防护性能。     

22MnB5热成形钢点焊接头组织演变与性能分析

采用不同工艺参数对22MnB5热成形钢进行点焊试验,分析工艺参数对焊点性能的影响,并研究22MnB5热成形钢点焊接头组织演变及组织—性能关系. 结果表明,焊点熔核直径与拉剪力两者表现出正相关关系. 与电极压力相比,焊接电流对焊点力学性能具有更大的影响. 焊点各区域的组织演变导致了明显的硬度差异. 熔核区、过临界热影响区、亚临界热影响区及母材区均为马氏体组织. 临界热影响区为铁素体 + 马氏体双相组织,导致硬度显著降低. 该软化区增加了焊点失效时的承载能力及能量吸收能力,促使接头失效以“熔核拔出”方式发生.     

淬火温度对热成形22MnB5马氏体钢组织及性能的影响

采用光学显微镜及扫描电镜观察和力学性能试验研究了热成形22Mn B5钢板不同温度淬火后的组织形貌和力学性能。结果表明:热冲压成形的22Mn B5马氏体钢经过淬火后,力学性能得到提升。随着加热温度的升高,马氏体转变量和板条束宽度随着增大;加热温度为920℃,保温时间为2 min时,热成型22Mn B5钢板得到均匀板条马氏体组织,抗拉强度达到最大为1540 MPa,同时伸长率达到8.96%,强塑积较淬火前提高了8.75%,综合力学性能优良。     

回火温度对淬火22MnB5热成形钢组织及性能的影响

对22Mn B5热成形钢进行淬火和回火处理,利用扫描电镜、透射电镜、电子背散射衍射技术、室温拉伸检测等方法研究回火温度对22Mn B5热成形钢显微组织和力学性能的影响。结果表明:随着回火温度(100~500℃)的升高,22Mn B5热成形钢的抗拉强度逐渐降低,温度超过200℃后显著降低,屈服强度先略为降低(100℃)再略为升高(200℃)最后显著降低(超过200℃),总伸长率逐渐提高,板条马氏体发生回复和再结晶,板条间的小角度晶界减少,板条边界逐渐模糊,马氏体板条粗化明显;经200℃保温10 min回火后,大部分板条马氏体略有粗化,屈服强度较100℃保温10 min先降低后略为提高至1292 MPa,伸长率为6.2%,出现硬化效应,热成形钢的综合力学性能得到明显改善。     

22MnB5踏板横梁零件的热成形工艺开发

<正>“中国制造2025”行动纲领的提出对车用金属轻量化材料提出了比以往更高的要求,车体轻量化和材料生产及尾气排放的节能环保,是新时期车用材料生产工艺大势所趋。热冲压成形技术利用了材料高温状态下良好的成形性,可有效减少回弹,又能保证模具寿命,而成形淬火后的构件具有超高强度,     

热冲压成形钢22MnB5动态CCT曲线及组织转变

热冲压成形钢22MnB5主要用于汽车防撞部件。热冲压成形钢显微组织的不同对产品的力学性能和产品的最终使用性能有着极其重要的影响。为了在控轧控冷后获得稳定的组织和性能,并为热轧生产工序制定工艺参数提供充分的理论依据,文章介绍了采用膨胀测量法并结合金相测定22MnB5钢的动态连续冷却转变曲线（CCT曲线）及显微组织的演变。实验结果表明:在较低冷却速度下显微组织由铁素体、珠光体和贝氏体组成;随着冷却速度的不断增加,铁素体和珠光体的含量逐渐减少直至为零,马氏体和贝氏体的含量则逐渐增多;当冷却速度≥10℃·s-1时,显微组织主要为马氏体和贝氏体。     

22MnB5热冲压钢的研究进展

22MnB5热冲压钢具有良好的成形性能和较高的成形强度,在提高车身的碰撞安全性和减轻车重方面具有显著的效果,使其在白车身上的应用越来越广。本文介绍了22MnB5热冲压钢的发展现状,对22MnB5热冲压钢的材料特性、奥氏体化工艺及冲压成形性能的最新研究进展进行了概括,结合22MnB5热冲压钢的镀层技术介绍了其焊接、涂镀、耐蚀等性能的研究进展。探讨了22MnB5热冲压钢的优势及存在的问题,指出热冲压钢镀层技术是将来发展的重要方向。     

Ti微合金化对22MnB5热成形钢组织和性能的影响

通过热膨胀试验、显微组织分析和硬度测试,分析了冷却速率和Ti元素对两种22MnB5热成形试验钢相变温度、显微组织、析出相以及硬度等的影响,并绘制了CCT曲线。结果表明,当冷却速率低于5 ℃/s时,试验钢的显微组织主要为铁素体和珠光体;冷却速率达到5 ℃/s后开始形成贝氏体;冷却速率达到30 ℃/s时,获得单一马氏体组织。Ti微合金化可降低Ms点,并通过析出Ti(C, N) 相细化奥氏体晶粒,从而获得细小的马氏体板条,产生的析出强化和细晶强化效应提高了试验钢的强度。     

热冲压快速冷却工艺对22MnB5钢组织与性能的影响

基于RCP（Rapid Cooling Process）快速冷却工艺+不同模具温度淬火热处理工艺,对22MnB5钢板材的淬火力学性能及微观组织进行了研究,探讨了冷速、强度硬度之间的关系,建立了三者之间的硬度指数模型。结果表明,采用加入淬火前快速冷却过程及改变淬火模具温度的方式可以有效实现梯度冷却速率控制,冷却速率实现了从6 ~40 ℃/s的变化,微观组织从铁素体与珠光体、上、下贝氏体逐渐向“残留奥氏体+马氏体”组织过渡,对应的强度区间范围为700~1600 MPa。建立的冷速、强度硬度模型与试验数据拟合良好。     

宝钢股份：突破铝硅镀层热成形钢激光焊接技术壁垒

正不久前,在德国举办的宝钢技术秀上,宝钢激光拼焊公司全球首次发布了铝硅镀层热成形钢焊接新技术。该技术创新了1500兆帕与1500兆帕铝硅镀层热成形钢间的焊接工艺和技术,可直接对带镀层钢板进行激光焊接,无需去除热成形钢的铝硅镀层,突破了相关专利技术的壁垒。铝硅镀层热成形钢具有优良的抗高温氧化性,热冲压成形时钢板表面不受氧化,广泛应用于制造热成形零件,但镀层中高的成分进入     

热冲压保温温度对22MnB5钢Al-Si镀层微观组织的影响

Al-Si镀层热冲压用钢越来越多的被应用于汽车行业,为探究冲压前的再加热工艺对Al-Si镀层微观组织的影响,对22MnB5冷轧基板进行了热浸镀实验,利用扫描电镜、激光共聚焦显微镜、辉光光谱仪、电子探针、X-射线衍射仪研究了在不同保温温度下Al-Si镀层微观组织的演变规律。结果表明：随保温温度的升高,镀层Fe含量逐渐升高,其质量分数最高可达到50%以上,在900℃以上时Al、Fe的质量分数比基本固定;Al元素向Fe基体渗透的深度可达30μm;镀层中的物相包括Al-Fe二元合金相、Al-Fe-Si三元合金相。     

22MnB5热成形钢与TL091铝合金RES接头焊接性

阐述了RES焊接新技术的原理极其工艺特征,并以热成形钢22MnB5和高强铝合金TL091为对象,采用RES连接技术,通过对焊接工艺参数进行合理地组合与优化,借助金相分析和力学性能分析等手段,对接头的焊接性进行了系统分析,成功实现了2种板材的优质连接,为汽车车身热成形钢板和高强铝合金的焊接提供了一种新的焊接技术手段,解决了汽车热成形钢与高强铝合金等异种材料的连接难题。同时结合产品设计和质量要求,对接头的质量评价给出了评价标准和依据,丰富了RES焊接技术体系。